基于约束型卡尔曼滤波的最大似然无失真波束形成器

自适应波束形成技术可以有效地拾取高质量的语音信号。近期提出的最大似然无失真（Maximum Likelihood Distortionless Response, MLDR）波束形成器不需要盲估计噪声协方差矩阵,具有很好的应用前景。本文提出了一种基于约束型卡尔曼滤波的MLDR波束形成器并给出了其低复杂度实现算法。将MLDR波束形成器设为卡尔曼滤波器的内部状态变量,采用一阶马尔科夫过程对其建模,而卡尔曼滤波器的观测方程则由MLDR波束形成器的代价函数构成。此外,通过对角化近似,进一步地降低了波束形成器的计算复杂度。在CHiME-3数据集上的测试结果表明,所提的对角化近似的波束形成器在计算复杂度更低的情况下取得了和已有在线实现的MLDR波束形成器相近的性能。      

自适应波束形成权递推自脉动阵实现

本文提出了一种新的自适应波束形成权矢量递推计算的数据域并行实现算法及其脉动阵（Ｓｙｓｔｏｌｉｃ阵）实现结构。算法基于数据矩阵Ｑ Ｒ分解方法实现，在脉动阵上实现了完全并行流水处理。     

雷达数字波束形成器的研究与实现

介绍了一个自适应数字波束形成器的原理、组成和实现方法，给出了实验结果，验证了一些关键技术，表明数字波束形成(DBF)技术可提高雷达天线性能。     

一种稳健的自适应波束形成器

当信号噪声比超过一定的门限时,线性约束自适应波束形成器对天线的幅相误差有很高的敏感度,即使在误差很小的情况下,期望信号也会如同干扰一样被抑制掉。该文通过对广义旁瓣相消器的阻塞矩阵加以改进,提出了一种对阵列天线误差有良好稳健性的自适应波束形成器。该方法基于广义旁瓣相消器结构,可方便地进行部分自适应,降低运算量。     

具有自适应可调误差半径的鲁棒波束赋形算法

传统的自适应波束形成器对各类型的阵列误差较为敏感尤其是在较大的波达方向(Direction of Arrival,DOA)误差存在的情况下,阵列的输出信干噪比严重下降.为了解决这个问题,文中提出了一种新的具有自适应可调误差半径的鲁棒波束形成器.每一步迭代都是以经典的鲁棒Capon波束形成器为基础,且使用的误差不确定度都是依据子空间投影定理推导出的一个二次约束二次规划问题的最优解.由于估计出的导向矢量不确定度均小于传统自适应波束形成器中使用的误差量,因此,阵列的输出性能得以提高.此外,为了能够扩展算法的适用性,引入了可变椭圆不确定集来同时处理多重误差因素.最终的实验结果证明了算法的正确性和有效性.     

嵌入式波束形成器的实现

讨论了时域嵌入式波束形成器的结构、算法、结合TMS320C6201的硬件条件优化数据搬移流程等问题,并最终给出波束形成器的EVM板仿真结果.     

基于DFT插值的宽带波束形成器设计

本文提出一种基于DFT插值的宽带波束形成器设计方法。首先推导了具有频率不变波束图的连续线阵的灵敏度函数与离散线列阵加权系数之间的关系；接着给出了基于DFT插值的宽带波束形成器设计的两个步骤：（1）使用窄带波束形成器的设计方法计算在参考频率下基阵的加权系数；（2）根据参考频率下基阵的权系数与其它子带权系数之间的关系，利用DFT插值的方法求出其它子带的加权系数。最后，给出了一个设计实例说明本文方法的有效性。     

自适应波束形成权递推算法及其脉动阵实现

本文提出了一种新的自适应波束形成权矢量递推计算的数据域并行实现算法及其脉动阵(Systolic阵)实现结构.算法基于效据矩阵Q R分解方法实现,在脉动阵上实现了完全并行流水处理.     

基于Bessel权向量的宽带波束形成器

针对均匀线阵接收宽带信号产生的方向图畸变问题, 提出了一种基于Bessel权向量的宽带波束形成器.从截断后的Bessel级数展开式与均匀线阵的方向图函数相似的特性出发, 推导Bessel级数的截断位置与阵列单元数的关系, 并确定使用第一类Bessel函数设计均匀线阵的权向量.仿真结果表明:应用Bessel权向量后, 在1~3 GHz频率范围内, 均匀线阵可以无失真地接收宽带信号, 不同频率的方向图函数幅值与期望方向图函数幅值的相对误差降低到10-3以下, 且单元越多相对误差越小.与现有方法相比, 本方法直接利用截断后的Bessel级数展开式系数设计权向量, 计算简单且精度高.     

无线传感器网络波束形成优化方法

大规模无线传感器网络中存在大量冗余节点,为了检测特定目标,所有传感器同时使用不仅增加了电池能量消耗,不利于传感器节点长期工作,而且冗余数据加重传输和处理的负担.以无线麦克风传感器网络为例,研究了基于最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成器...     

基于特征空间的线性约束最小方差波束形成器

该文把线性约束和特征空间技术相结合,提出了基于特征空间的线性约束最小方差波束形成器(ELCMVB),该波束形成器是把线性约束最小方差波束形成器(LCMVB)的预定约束方向导向矢量向信号子空间投影,再结合线性约束用LCMVB来得到权矢量。经分析表明,ELCMVB的性能优于GEIB的性能。与GEIB相比,ELCMVB不用计算修改的信号子空间,避免了因计算修改信号子空间而容易造成的计算不稳定性,且其波束形成性能基本上不受零点约束位置的影响。最后,给出了计算机仿真结果,并证实了ELCMVB的优越性。     

线性约束差分恒模自适应阵列性能分析

线性约束差分恒模算法(LCDCM)能有效克服恒模算法(CMA)中存在的干扰捕获问题,但其性能受迭代步长的影响。本文对所需信号功率、干扰信号功率及所需信号和干扰信号空域相关系数对迭代步长取值和算法收敛速度的影响进行了分析,给出了保证算法收敛的迭代步长的取值范围。最后利用计算机仿真对上述理论结果进行了验证。     

存在误差情况下的QSP波束成形器性能分析

 在移动通信中,由于移动而导致信号波达方向不断变化,同时天线阵导向矢量扰动误差和采样协方差矩阵估计误差的存在,使得传统波束成形器产生波束畸变和明显的输出信干噪比下降.QSP波束成形器作为一种新的鲁棒性波束成形器,在上述应用场景,具有很好的性能.本文分析了QSP波束成形器的性能,并通过仿真比较验证了QSP波束成形器的有效性.分析和实验表明,在上述应用环境中,通过适当调整影响因子,QSP波束成形器较传统波束成形器有更稳定的输出性能.     

基于SMI－CMA联合自适应算法的性能分析

恒模算法(CMA)被广泛地应用到盲自适应波束形成中，除了传输信号波形具有恒定的包络外．CMA不需要先验知识。基于SMI—CMA算法的恒模(CM)阵列级联的结构，由SMI算法决定CMA的初始权向量．系统可以分离多个同信道信源，在干扰信号较强时，仍有稳定的SINR输出，具有较好的收敛速度。仿真结果也证明了SMI—CMA算法具有较强的稳健型和较快的收敛速度。     

均匀直线阵幅相误差校正的扰动分析及最优化算法

该文研究均匀直线阵幅度和相位误差校正问题。首先分析了估计协方差矩阵各对角线元素扰动量的统计特性,同时给出了不同对角线上幅度和相位扰动量的统计方差的显式表达式。分析结果表明,相同对角线上,不同元素的幅度和相位具有相同分布,而不同对角线上,幅度和相位扰动量的方差不同。基于此结果,分析了一类基于Toeplitz结构幅度和相位误差的校正方法,说明基于主对角线的幅度误差校正方法和基于第一上对角线的相位误差校正方法分别是幅度和相位误差的最优校正方法。计算机结果验证了本文分析的正确性。     

麦克风均匀直线阵列在声源定位问题中的误差分析

针对传声器均匀直线阵列在近场声源定位中的应用,从理论上推导了声源方位角和距离对阵列定位误差的影响,然后分析了均匀直线阵列的局限性:声源与直线阵列的夹角越小,误差越大;声源距离直线阵列越远,误差越大;当近场信号变成远场信号时,此时只能计算得到声源信号的方位角,而不能获得距离信息.最后使用计算机仿真的方法来验证了推导结果.     

一种新的相干信号波束形成方法

存在相干信号情况下的常规波束形成器,由于相干信号的相对信号强度估计误差、天线阵导向矢量扰动误差和采样协方差矩阵估计误差的存在,会产生波束畸变及信号相消,输出信干噪比会明显下降。该文提出一种基于量子信号处理中内积成形算法的波束形成器,并分析了波束形成器的性能,通过仿真比较验证了新的波束形成器的有效性。分析和实验表明,新波束形成器作为一种鲁棒性波束形成器,在上述应用环境中,通过适当调整影响因子,可以得到比传统波束形成器更稳定的性能输出。     

基于IGA的阵列天线干扰抑制算法

该文提出了一种基于免疫遗传算法（IGA）的干扰抑制算法,在射频端基于功率判决直接通过调节权系数进行波束形成,可以有效地抑制阵列天线中与信号方向不同的干扰。该算法在标准遗传算法的基础上,引入了疫苗注射和抗体浓度调节等免疫机制,通过抗体的期望繁殖率实现对抗体的促进和抑制,大大提高了种群的多样性,通过注射疫苗的方法提高了收敛效率,能有效而实时地抑制阵列天线中的干扰。计算机仿真结果证明了该算法的有效性和鲁棒性。     

由阵列相位加权实现雷达横向距离分辨

本文提出一种通过阵列相位加权实现雷达横向距离分辨的新方法。首先要测出阵列口径面上由回波信号产生的幅度和相位分布。这一过程是通过对各接收通道相位进行加权而实现的。接下来，由已取得的数据即可获得横向距离分辨率。理论分析表明，无论目标位于远场区还是近场区，本方法都是适用的     

相控阵天线指向误差分析

首先对相控阵天线的指向误差进行了概述,并对由相位误差引起的随机误差进行了分析。通过比较相控阵天线指向误差的测试结果与分析结果,确定了产生其系统误差和随机误差的主因。对型号批产时的质量控制具有一定指导作用。