穩(wěn)健的自適應波束形成與空時自適應處理算法研究.pdf

1、本文針對自適應波束形成和空時自適應處理(STAP)在導向矢量和協(xié)方差矩陣存在誤差時的性能下降問題，開展穩(wěn)健算法研究，主要工作有： 1.針對基于加權(quán)矢量模約束的穩(wěn)健波束形成算法，提出了穩(wěn)健性更強的等式約束，并進行了有效的求解。由于約束參數(shù)決定算法的性能，故對約束參數(shù)的選擇進行了分析，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)的負加載可以獲得最優(yōu)的性能改善。 2.針對基于導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，給出了對角加載表達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到最優(yōu)。而且得出了最優(yōu)負加載可以獲得最優(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.針對非均勻條件下

3、的STAP協(xié)方差矩陣估計問題，分別提出了用于樣本選擇的對角加載廣義內(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，并進行了詳細的性能分析和仿真試驗。同時還將原始的非均勻數(shù)據(jù)到其所對應的均勻數(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，且具有良好的運動目標檢測性能。 4.考慮將對角加載應用于克服STAP的協(xié)方差矩陣失配，即通過對角加載改善STAP的穩(wěn)健性。對于對角加載

4、，關(guān)鍵是選擇加載電平，其中給出了具體的選擇方法。并對對角加載對檢測概率和輸出信噪比的性能影響進行了深入的分析，即得出合理的對角加載可以提高STAP的檢測概率和輸出信噪比。 5.針對STAP在導向矢量失配和協(xié)方差矩陣失配時的最差情況，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)矢量的具體表達式，并給出了LSMISTAP算法中加載量的求解方法。仿真分析驗