穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成與空時(shí)自適應(yīng)處理算法研究.pdf

1、本文針對(duì)自適應(yīng)波束形成和空時(shí)自適應(yīng)處理(STAP)在導(dǎo)向矢量和協(xié)方差矩陣存在誤差時(shí)的性能下降問題，開展穩(wěn)健算法研究，主要工作有： 1.針對(duì)基于加權(quán)矢量模約束的穩(wěn)健波束形成算法，提出了穩(wěn)健性更強(qiáng)的等式約束，并進(jìn)行了有效的求解。由于約束參數(shù)決定算法的性能，故對(duì)約束參數(shù)的選擇進(jìn)行了分析，并給出了選取的依據(jù)和范圍。得出只要模約束參數(shù)在允許的范圍內(nèi)選擇，模約束穩(wěn)健波束形成算法的指向性能變化不是很明顯，但是對(duì)于相同的模約束參數(shù)，等式約束明顯

2、優(yōu)于不等式約束，即最優(yōu)的負(fù)加載可以獲得最優(yōu)的性能改善。 2.針對(duì)基于導(dǎo)向矢量不確定集約束的穩(wěn)健波束形成算法，提出了有效的求解方法，解決了加權(quán)矢量的求解難題，給出了對(duì)角加載表達(dá)式中加載電平的求解方法。不僅使得不確定集約束參數(shù)的選擇更加簡單，而且使得最優(yōu)化問題得到有效的求解，并使波束形成算法的性能達(dá)到最優(yōu)。而且得出了最優(yōu)負(fù)加載可以獲得最優(yōu)的性能改善，而約束參數(shù)選擇的越大，波束形成算法的性能越接近于最優(yōu)。 3.針對(duì)非均勻條件下

3、的STAP協(xié)方差矩陣估計(jì)問題，分別提出了用于樣本選擇的對(duì)角加載廣義內(nèi)積算法和用于數(shù)據(jù)加權(quán)的加權(quán)系數(shù)求解方法，并進(jìn)行了詳細(xì)的性能分析和仿真試驗(yàn)。同時(shí)還將原始的非均勻數(shù)據(jù)到其所對(duì)應(yīng)的均勻數(shù)據(jù)看作一種特殊的非線性變換，提出利用不敏變換(UT)估計(jì)非均勻數(shù)據(jù)的近似協(xié)方差矩陣，有效地降低了非均勻特性的影響，且具有良好的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測性能。 4.考慮將對(duì)角加載應(yīng)用于克服STAP的協(xié)方差矩陣失配，即通過對(duì)角加載改善STAP的穩(wěn)健性。對(duì)于對(duì)角加載

4、，關(guān)鍵是選擇加載電平，其中給出了具體的選擇方法。并對(duì)對(duì)角加載對(duì)檢測概率和輸出信噪比的性能影響進(jìn)行了深入的分析，即得出合理的對(duì)角加載可以提高STAP的檢測概率和輸出信噪比。 5.針對(duì)STAP在導(dǎo)向矢量失配和協(xié)方差矩陣失配時(shí)的最差情況，提出了基于最差性能最優(yōu)的穩(wěn)健STAP算法，并將其等價(jià)轉(zhuǎn)換成可以處理的加載樣本矩陣求逆(LSMI)STAP算法模型，得到了加權(quán)矢量的具體表達(dá)式，并給出了LSMISTAP算法中加載量的求解方法。仿真分析驗(yàn)