基于经验模态分解的有限阵元宽带自适应阵列DBF方法

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1、第43卷第4期ZOll年8月南Journalof京航空航天大学学报NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics基于经验模态分解的有限阵元宽带自适应阵列DBF方法周顺杨明刘云志钱琚(总参第六十三研究所，南京，210007)V01．43No．4Aug．2011摘要：针对有限阵元条件下宽带自适应阵列自由度不够和抗干扰性能下降的问题，提出一种基于经验模态分解(Empiricalmodedecomposition，EMD)的宽带自适应阵列数字波束形成(Digitalbeamfoming。DBF)方法．该方法首先对阵元接收的快拍数据进行EMD处

2、理．然后对各个模态函数矩阵应用线性约束最小方差(Linearlycon-strainedminimumvariance，LCMV)波束形成算法求解自适应权矢量，最后对信号进行重构。与传统的基于快速傅里叶变换(FastFouriertransfo珊，FFT)子带自适应阵列方法相比，该方法具有以下优势：适用于阵元数目受限的宽带自适应阵列，无需事先指定模态函数划分的频段，可以提高阵列处理的自由度。仿真验证了所提方法的有效性．关麓词：经验模态分解；宽带白适应阵列；经验模态白适应阵列，子带中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)04一049l一

3、05LimitedElementsWidebandAdaptiVeArrayDBFMethodBasedonEmpiricalModeDecompositionZ^D“S^“咒，y．口咒g^“咒g，Lft‘y“雄2JIzi，Qf口咒Ji珂g(the63rdResearchInstituteofthePLAGene豫lStaffHeadquarters，Nanjing，210007，China)Abstr扯t：Tosolvetheproblemofanti—jammingdegradationandinsufficientfreedomforwidebandadap—tiVe

4、arraywithlimitedarrayelements，anewwidebanddigitalbeamforming(DBF)methodbasedonem—piricalmodedecomposition(EMD)isproposed．Firstly，thereceivedsnapshotdataofeacharrayele—mentaredecomposedbyusingEMD，andthenlinearlyconstrainedminimumVariance(LCMV)beam—formingalgorithmisappliedoneachintrinsicmod

5、efunction(IMF)matrixtooptimizeadaptiveweightvector．Finally，thesignalisreconstructed．ComparedwiththetraditionalfastFouriertransform(FFT)subbandadaptivearray，theproposedmethodhasthefollowingadvantages：itisapplicabletowidebandadaptivearraywithlimitedarrayelements，requiresnopriorinformationore

6、stimationoftheIMFspar-tition，andincreasesthearrayprocessingfleedom．SimulationsareconductedtoverifytheValidity．Key、Ⅳords：empiricalmodedecomposition；widebandadaptivearray；empiricalmodeadaptiVearray；subband自适应阵列能够在空域上实现自适应的干扰抑制，它根据一定的自适应准则计算阵列的加权矢量，采用数字波束形成(Digitalbeamforming，DBF)技术对接收到的信号进行加

7、权合并，在期望信号方向上形成主波束，而在干扰信号方向上形成零陷，从而提高期望信号的信干噪比(Signal—to—Interference—plus—noiseratio，SINR)。实践证明：自适应阵列可以极大增强移动终端的抗干扰性基金项目：解放军理工大学预研基金(2009TXl5)资助项目．收稿日期：2010一10-19；修订日期：2011一03—20通讯作者：杨明．男，工程师．1968年5月生，E—mail：by9403@yahoo．cn。492南京航空航天大学学报第43卷能Ⅲ，但移动终端必须采用结构简单的阵列