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稳健宽带自适应波束形成技术研究

作　者: 王娟
导　师: 吴仁彪
学　校: 中国民航大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 自适应波束形成稳健性宽带稳健Capon波束形成恒定束宽波束形成聚焦变换声学成像
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 219次
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内容摘要

随着自适应波束形成技术在雷达、声纳、通信、地质勘探等领域的广泛应用,人们对其稳健性能也提出了更高的要求。然而,早期的波束形成器大多以窄带为主。由于宽带信号含有更加丰富的信息,利于目标检测、参量估计和目标特征提取,宽带信号波束形成已越来越多地被用于声学成像、水下信号处理、语音提取等诸多领域中,成为了目前研究的热点问题。本文首先从理论上研究总结了稳健Capon波束形成方法,重点是美国Florida大学的Jian Li教授等人提出的稳健Capon波束形成方法(RCB)。RCB对于协方差矩阵误差和导向矢量误差具有很好的稳健性,抗干扰能力强。其次,将RCB波束形成方法应用于宽带信号波束形成。恒定束宽是宽带信号波束形成的基本要求,其中,基于聚焦变换思想的一类波束形成方法是有效的恒定束宽波束形成方法。然而,当信号的方向信息存在误差时,聚焦变换波束形成方法的稳健性会急剧下降。针对此,本文将RCB思想用于聚焦变换方法中,提出了一种稳健的宽带恒定束宽波束形成方法R-CBRCB。仿真实验证明了R-CBRCB形成波束的主瓣稳定,旁瓣低,分辨率高,具有较强的抗干扰性能并且计算简单,为声学成像等应用领域的目标信号功率估计提供了较好的方法。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景及其意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 稳健宽带波束形成  12-13
    1.2.2 恒定束宽波束形成  13-14
  1.3 本文的主要工作及论文结构  14-16
第二章稳健Capon 波束形成  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 窄带阵列信号处理的数据模型  16-17
  2.3 RCB 方法  17-21
    2.3.1 RCB 方法的基本原理  17-19
    2.2.3 RCB 方法求解分析  19-21
  2.4 基于子空间的稳健Capon 波束形成方法  21-23
  2.5 实验仿真  23-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章宽带信号波束形成  27-35
  3.1 引言  27
  3.2 宽带阵列信号处理的数据模型  27-28
  3.3 宽带恒定束宽问题的提出  28-30
  3.4 宽带恒定束宽波束形成方法  30-34
    3.4.1 Bessel 函数分解恒定束宽波束形成方法的基本原理  31-33
    3.4.2 实验仿真  33-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章稳健Capon 波束形成方法用于宽带信号波束形成  35-42
  4.1 引言  35
  4.2 数据模型和问题描述  35-37
  4.3 恒定束宽RCB 方法原理  37-38
  4.4 实验仿真  38-41
  4.5 本章小结  41-42
第五章基于聚焦变换思想的稳健恒定束宽波束形成方法  42-55
  5.1 引言  42
  5.2 宽带聚焦方法  42-45
  5.3 一种基于聚焦变换的稳健恒定束宽波束形成方法  45-47
  5.4 实验仿真及分析  47-54
    5.4.1 R-CBRCB 方法在声学成像中的应用  47-51
    5.4.2 R-CBRCB 方法抗干扰性能仿真  51-54
  5.5 本章小结  54-55
结束语  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士期间所发表的论文  61

稳健宽带自适应波束形成技术研究

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