复杂电磁环境下的稳健波束形成算法研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目复杂电磁环境下的稳健波束形成算法研究专业学位类别工程硕士学号201222020667作者姓名高家涛指导教师甘露教授分类号密级注1UDC学位论文复杂电磁环境下的稳健波束形成算法研究（题名和副题名）高家涛（作者姓名）指导教师甘露教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位

2、类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03.25论文答辩日期2015.05.11学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONROBUSRTBEAMFORMINGALGORITHMSINTHECOMPLEXELECTROMAGNETICENVIRONMENTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMaj

3、or:MasterofEngineeringAuthor:GaoJiataoAdvisor:ProfessorGanLuSchool:SchoolofElectronicEngineeringofUESTC独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

4、并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日I摘要摘要复杂电磁环境下的自适应波束形成，其稳健性是信号处理的一个关键问题。稳健波束形成在近二十年来，一直是一个热门的研究方向。本文

5、主要研究了复杂电磁环境下的稳健波束形成算法，首先本文分析了一些经典的稳健自适应波束形成算法，例如对角加载、特征空间等算法，验证并对其提出了改进；同时研究了非圆信号的稳健波束形成算法。本文的主要工作为：1、详细列出了几种波束形成的最优准则，并且分析了这几种准则的相同点、不同点、优缺点以及它们之间的相互关系；2、研究了一些经典的稳健波束形成算法：如对角加载类算法、特征空间算法等。针对模约束算法、不确定集约束算法、最差性能最优化算法，阐述了它们的原理并验证了其性能；3、研究了在特定的低快拍大阵元数条件下，凸组合、广义

6、线性组合算法的稳健性。并且提出了基于伸缩锐化矩阵的线性组合算法，该算法在低快拍大阵元数条件下，特别是在阵元数大于快拍数的情况下，其它稳健性算法几乎已经失效，而本算法依然具有很好的稳健性；4、研究了基于空域滤波思想的稳健波束形成算法。如协方差矩阵重构与双层波束形成算法。从这两种算法的研究中得出了一种新的思路：其实是因为采样信号中包含期望信号才会导致波束稳健性问题，那么可以通过去掉采样信号中的期望信号来解决，仿真证明其效果是很好的；同时进一步研究了重构类算法的缺点与不足，并通过仿真验证。5、研究了非圆信号的自适应波

7、束形成算法。首先介绍了非圆信号的定义，然后阐述了MVDR(minimumvariancedistortionlessresponse)方法在非圆域的推广为WLMVDR(widelylinearMVDR)方法。接着利用非圆信号的高阶统计量不为零的特性，提出了基于高阶统计量（离差）的WLMDDR(widelylinearminimumdispersiondistortionlessresponse)方法，该方法充分利用了非圆信号的高阶统计信息，仿真表明WLMDDR远远优于WLMVDR方法，最后提出了基于双层波束形成

8、的稳健非圆系数求解方法。关键词：自适应稳健波束形成，对角加载，空域滤波，非圆信号IABSTRACTABSTRACTAdaptivebeamformingincomplexelectromagneticenvironment,itsrobustnessisakeyprobleminsignalprocessing.Sorobustbeam-forminghasbeenahotresear