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题名基于二阶锥规划的FIR最小主瓣差异波束形成
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作者
杨子锐
王明洲
岳玲
赵水兵
张俊
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机构
中国船舶集团有限公司第七○五研究所
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第9期125-130,共6页
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文摘
针对传统宽带数字波束形成器精度低、主瓣误差大、旁瓣峰值高的问题,研究了一种基于二阶锥规划的FIR最小主瓣差异波束形成方法。首先采用基于FIR滤波器结构设计出的波束形成器,将传统方法中的小数预延迟改进为整数预延迟与FIR滤波器结合,以提高精度。然后,通过引入滤波器系数,将旁瓣级与FIR滤波器的阻带衰减级联系在一起,并且采用全局优化的方法将传统方法中的2个凸优化问题合为1个凸优化问题,确保了所得解是综合最优解。最后,重新定义主瓣响应误差,提出基于旁瓣峰值约束Minimax主瓣差异的FIR波束形成器设计准则。仿真结果表明,所提方法在时、空、频域中的表现都优于传统宽带波束形成方法。
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关键词
最小差异恒定波束形成
主瓣差异约束
二阶锥规划
主瓣响应误差
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Keywords
minimum difference constant beamforming
main-lobe differential constraint
second-order cone programming
mainlobe response error
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分类号
U675
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于最小二乘的子带SDL恒定束宽波束形成
被引量：1
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作者
陈晖
刘成城
李冬海
汪婉秋
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机构
解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院
海军
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出处
《现代雷达》
CSCD
北大核心
2013年第11期44-48,51,共6页
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基金
国家863项目(2011AA7031015)
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文摘
针对宽带恒定束宽波束形成通常需要大量阵元或延迟线所带来的硬件开销较大的问题,提出一种基于约束最小二乘的子带阵元延迟线(SDL)恒定束宽波束形成器设计方法。该方法首先建立子带SDL模型,利用子带滤波器组将阵元接收信号进行分解与重构,然后,推导了子带SDL模型的阵列响应,最后,结合空间响应变化和约束最小二乘算法进行恒定束宽波束形成。由于将滤波器组的冲击响应直接作为优化参量,可有效降低分解与重构产生的误差,为了衡量阵列响应的波动程度,文中提出归一化波动程度的概念。仿真结果表明,子带波束形成器不仅具有比全带波束形成器更好的主瓣频率不变性,更窄的主瓣宽度以及更低的旁瓣增益,而且可以大大降低硬件开销。
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关键词
恒定束宽波束形成器
阵元延迟线
子带滤波器组
约束最小二乘
归一化波动程度
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Keywords
frequency invariant beamformer （FIB）
sensor delay lines （SDL）
subband filter banks
constrained least squares（CLS）
normalized beam pattern variance
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分类号
TN911.7
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于FPGA的鱼雷自导波束形成设计与实现
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作者
杨子锐
王明洲
岳玲
赵水兵
张俊
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机构
中国船舶集团有限公司第七零五研究所
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2025年第2期159-166,共8页
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文摘
针对传统宽带数字波束形成器精度低、主瓣误差大及自导系统中DSP算力紧张的问题,研究一种基于FPGA的鱼雷自导波束形成实现方法。首先介绍最小差异恒定主瓣波束形成算法,通过将优化变量与求解变量相联系,解决了传统算法中波束响应依赖期望主瓣响应的问题,实现由确定到自适应的转化。然后设计基于FPGA的数字波束形成系统结构,完成滤波器模块的建模、综合和实现。最后完成基于FPGA的波束形成实验。通过实验证明,FPGA处理结果与Matlab仿真数据结果误差在10-1量级,信号还原率较高。为波束形成在FPGA硬件设计中的正确性和可靠性提供依据。
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关键词
最小差异恒定主瓣波束形成
FPGA
实验验证
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Keywords
minimum difference constant beam-forming
FPGA
experimental verification
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分类号
U675
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于凸优化的最小旁瓣恒定束宽时域宽带波束形成
被引量：19
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作者
范展
梁国龙
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机构
哈尔滨工程大学水声技术重点实验室
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出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期943-948,共6页
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基金
国家自然科学基金(No.61201411)
中央高校基本科研业务费专项基金(No.HEUCF120502)
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文摘
提出了基于凸优化的适用于任意结构基阵的最小旁瓣恒定束宽时域宽带波束形成方法.首先将基阵波束响应表达成一组有限脉冲响应(FIR)滤波器权值的线性函数,然后采用基于恒定束宽限制条件的最小旁瓣优化准则设计FIR滤波器权值.同时对滤波器系数进行范数约束以及对干扰方向设置展宽零陷来提高波束形成器的鲁棒性.将期望波束响应的设计过程与实际波束响应的逼近过程融合在一起进行优化搜索,获得了全局最优解.该波束形成器设计问题被转化成凸优化问题求解,仿真结果验证了所提方法的有效性.
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关键词
宽带波束形成
恒定束宽
凸优化
最小旁瓣
展宽零陷
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Keywords
broadband beamforming
constant beamwidth
convex optimization
minimum sidelobe
null widening
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分类号
TN911.7
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于虚拟成阵技术的线列阵恒定束宽的波束形成
被引量：1
- 5
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作者
陶林伟
王英民
王成
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机构
西北工业大学航海学院
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出处
《沈阳工业大学学报》
EI
CAS
北大核心
2013年第5期561-565,共5页
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基金
中国博士后科学基金资助项目(20100471632)
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文摘
为了使基阵对不同的入射频率信号具有相同的空间响应,提出一种均匀线列阵宽带恒定束宽的波束形成新方法.该方法将宽带信号划分为多个子频带,每个频带可以近似为窄带信号.对于不同子频带信号,根据虚拟成阵技术,虚拟出一个新的线列阵,使虚拟阵的阵元间距为此频带信号的半波长,此时,输出的波束宽度为一个只与阵元个数有关、而与频率无关的恒定常数,从而达到恒定束宽的目的.计算机仿真和水池试验验证了此方法的正确性与有效性.
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关键词
波束形成
加权
线列阵
恒定束宽
虚拟成阵
最小二乘
子频带
激励信号
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Keywords
beamforming
weighting
linear array
constant beamwidth
virtual array
least square
sub frequency band
excitation signal
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分类号
TJ67
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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