基于球陣列測(cè)量的近場(chǎng)波束形成技術(shù)研究.pdf

1、陣列信號(hào)處理可對(duì)空域信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)，目前已被廣泛用于雷達(dá)、聲吶、通信等多種領(lǐng)域。波束形成技術(shù)作為陣列信號(hào)處理中的一個(gè)重要內(nèi)容，包含常規(guī)波束形成技術(shù)和自適應(yīng)波束形成技術(shù)這兩部分內(nèi)容。常規(guī)波束形成技術(shù)即傳統(tǒng)的不依賴(lài)于接收數(shù)據(jù)的波束形成技術(shù)，而自適應(yīng)波束形成技術(shù)則是依賴(lài)于接收數(shù)據(jù)的波束形成技術(shù)。本文將近場(chǎng)聲源模型和球陣列分別引入到常規(guī)波束形成和自適應(yīng)波束形成技術(shù)中，提出相應(yīng)的基于球陣列測(cè)量的近場(chǎng)波束形成技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研

2、究。
　　 首先對(duì)幾種常規(guī)近場(chǎng)波束形成技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的公式推導(dǎo)，并將球陣列引入其中，通過(guò)數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證展示了球陣列運(yùn)用于常規(guī)近場(chǎng)波束形成技術(shù)中的優(yōu)越性。其次對(duì)自適應(yīng)波束形成技術(shù)中的正交投影波束形成技術(shù)進(jìn)行深入研究，引入傳播算子方法，提出基于傳播算子的正交投影波束形成技術(shù)，在保持波束性能的前提下使運(yùn)算量大大減小，為其實(shí)時(shí)運(yùn)用奠定了理論基礎(chǔ)。針對(duì)傳統(tǒng)自適應(yīng)波束形成技術(shù)在陣列接收信號(hào)包含期望信號(hào)和相干信源等情況下波束形成性能下降的問(wèn)

3、題，提出線性約束斜投影波束形成技術(shù)，通過(guò)數(shù)值仿真表明，該波束形成技術(shù)在低信噪比、低快拍數(shù)和相干信源情況下都具有較好的波束形成性能。針對(duì)存在固定零點(diǎn)約束的情況，提出基于變換的線性約束斜投影波束形成技術(shù)，它不僅保留了線性約束斜投影波束形成技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且由于采用了變換矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行變換，在自適應(yīng)零點(diǎn)與固定零點(diǎn)接近或重合時(shí)不會(huì)出現(xiàn)數(shù)值穩(wěn)定性下降的現(xiàn)象，因此能形成較好的自適應(yīng)方向圖。最后通過(guò)對(duì)基于球陣列測(cè)量的常規(guī)波束形成技術(shù)和自適應(yīng)波束