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非均匀傅里叶变换频率不变波束形成方法 被引量:4
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作者 王冬霞 周城旭 +1 位作者 韩颖 孙福明 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第6期691-696,共6页
频率不变波束形成是宽带阵列信号处理研究的重要内容之一。本文以麦克风阵列语音处理为研究对象,针对FIB低频处波束形成一致性不理想的问题,提出了一种基于非均匀傅里叶变换的频率不变波束形成方法。该方法采用非均匀采样来增加低频处... 频率不变波束形成是宽带阵列信号处理研究的重要内容之一。本文以麦克风阵列语音处理为研究对象,针对FIB低频处波束形成一致性不理想的问题,提出了一种基于非均匀傅里叶变换的频率不变波束形成方法。该方法采用非均匀采样来增加低频处的采样点数,构建符合非均匀傅里叶逆变换的范德蒙矩阵,再用优化对称窗函数对变换结果进行截取,得到空时滤波器。该方法不仅实现了低频段与期望波束响应近似的波束图,且降低了阵元数目。计算机仿真实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 频率不变波束形成 麦克风阵列 非均匀傅里叶 波束响应 空时滤波
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基于线性约束最小方差对角加载的稳健频率不变波束形成算法 被引量:2
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作者 郭业才 何川 +2 位作者 陈小燕 张铭 王丽华 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第1期34-40,共7页
针对实际环境中因麦克风阵列失配误差导致宽带波束形成器性能下降的问题,提出基于线性约束最小方差对角加载的稳健频率不变波束形成算法.该算法首先在线性约束最小方差准则的基础上,结合空间响应偏差函数,并对波束形成器权矢量的二范数... 针对实际环境中因麦克风阵列失配误差导致宽带波束形成器性能下降的问题,提出基于线性约束最小方差对角加载的稳健频率不变波束形成算法.该算法首先在线性约束最小方差准则的基础上,结合空间响应偏差函数,并对波束形成器权矢量的二范数施加不等式约束,再通过拉格朗日乘子法和凸优化工具箱CVX(Con Ve X)分别在不等约束条件下求得权矢量的解析解和全局最佳解,以有效解决麦克风的增益、相位和位置等的不确定性造成的失配误差问题,提高频率不变波束器的稳健性.仿真结果表明:采用拉格朗日乘子法求解该算法的最优权矢量所得到的波束形成器对失配误差最不敏感,性能最稳健. 展开更多
关键词 麦克风阵列 线性约束方差 凸优化 频率不变波束形成 对角加载
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基于抽头稀疏化的最小二乘频率不变波束形成器设计 被引量:5
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作者 陈华伟 王天南 +1 位作者 张峰 何赛娟 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第2期191-197,共7页
频率不变波束形成器(Frequency-invariant beamformer,FIB)在宽带声信号的无失真采集和处理中具有重要应用。基于空间响应变化函数的最小二乘方法是近年来FIB设计中的代表性方法,本文研究表明该方法的性能受频率不变波束形成(Finite imp... 频率不变波束形成器(Frequency-invariant beamformer,FIB)在宽带声信号的无失真采集和处理中具有重要应用。基于空间响应变化函数的最小二乘方法是近年来FIB设计中的代表性方法,本文研究表明该方法的性能受频率不变波束形成(Finite impulse response,FIR)滤波器抽头长度的影响,增大抽头的长度可有效提高FIB设计的性能。但随滤波器抽头长度的增大,波束形成器的实现复杂度亦变大。针对这一问题,本文提出了一种基于FIR滤波器抽头稀疏化的最小二乘FIB设计方法,利用信号稀疏表示理论中的迭代加权l1范数优化实现了低复杂度最小二乘FIB设计,并通过设计实例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 频率不变波束形成 抽头稀疏化 l1范数优化 最小二乘
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零陷可控的低旁瓣频率不变宽带波束形成 被引量:3
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作者 张书瑞 马晓峰 +2 位作者 盛卫星 韩玉兵 张仁李 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1243-1249,共7页
在基本的傅里叶变换频率不变波束形成器(frequency invariant beamforming,FIB)的基础上,提出了快速可控零陷低旁瓣宽带FIB优化方法,该方法将固定角度方向图零陷约束和等波纹原型滤波器加入FIB的设计,实现了零陷可控的低旁瓣FIB。同时,... 在基本的傅里叶变换频率不变波束形成器(frequency invariant beamforming,FIB)的基础上,提出了快速可控零陷低旁瓣宽带FIB优化方法,该方法将固定角度方向图零陷约束和等波纹原型滤波器加入FIB的设计,实现了零陷可控的低旁瓣FIB。同时,还开展了FIB抽头系数的稀疏优化,有效的降低了算法实现的运算量。仿真结果验证了所提的方法在一维均匀线阵和二维均匀面阵上的正确性和有效性。 展开更多
关键词 频率不变波束形成 宽带波束形成 抗干扰零陷 低旁瓣
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基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法 被引量:2
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作者 陈明建 罗景青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期796-801,共6页
针对常规加权最小二乘宽带波束形成中存在较大主瓣增益损失和旁瓣电平偏高的问题,提出了一种基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法。首先通过合理设计加权函数和参考波束同步迭代优化波束主瓣区域和旁瓣区域对应的加权函数值;然后... 针对常规加权最小二乘宽带波束形成中存在较大主瓣增益损失和旁瓣电平偏高的问题,提出了一种基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法。首先通过合理设计加权函数和参考波束同步迭代优化波束主瓣区域和旁瓣区域对应的加权函数值;然后对波束最小旁瓣电平进行调整并更新加权值,以获得低旁瓣宽带近似频率不变波束形成器。与常规加权最小二乘法相比,有效减小了波束主瓣增益损失,改善了波束的频率不变特性,并降低了宽带波束最高旁瓣电平。仿真结果表明该方法的有效性。 展开更多
关键词 加权最小二乘 波束赋形 宽带波束形成 频率不变波束形成
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宽带MIMO雷达频率不变发射方向图快速综合方法
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作者 杨涛 苏涛 +1 位作者 张旺 朱文涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期499-503,共5页
多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达的波形分集能力带来了灵活的发射波束方向图设计方法。针对均匀线阵提出了一种基于频率不变波束形成法快速综合宽带MIMO雷达发射方向图的方法,该方法利用频率不变波束形成法求解... 多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达的波形分集能力带来了灵活的发射波束方向图设计方法。针对均匀线阵提出了一种基于频率不变波束形成法快速综合宽带MIMO雷达发射方向图的方法,该方法利用频率不变波束形成法求解宽带MIMO雷达发射波形的频谱,采用交替矩阵匹配法设计恒模的发射波形。与基于两级迭代的宽带方向图综合方法(wideband beampattern formation via iterative techniques,WBFIT)相比,该方法无需矩阵求逆且迭代次数明显减少,大大降低了计算复杂度。计算机仿真结果表明,该方法具有与WBFIT法相近的宽带方向图综合性能,计算时间只有WBFIT方法的10%左右。 展开更多
关键词 多输入多输出雷达 发射方向图综合 宽带 频率不变波束形成
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宽带共形阵基于SRV约束的自适应波束设计
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作者 陈鹏 郝拥军 +3 位作者 李瑞康 樊玮鹏 张亚龙 王瑞尧 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第15期101-107,共7页
自适应波束形成可以有效抑制非期望信号方向上的干扰信号。针对采用节拍延迟线(Tapped Delay Line,TDL)结构和复数加权系数的宽带共形阵,本文提出一种基于空间响应偏差SRV(Spatial Response Variation)约束的自适应频率不变波束形成器(F... 自适应波束形成可以有效抑制非期望信号方向上的干扰信号。针对采用节拍延迟线(Tapped Delay Line,TDL)结构和复数加权系数的宽带共形阵,本文提出一种基于空间响应偏差SRV(Spatial Response Variation)约束的自适应频率不变波束形成器(Frequency Invariant Beamformer,FIB)优化设计方法。该自适应FIB在参考频率上保持预测信号方向无偏响应以及旁瓣级恒定这2个限制条件下,根据对波束形成器输出功率值与平均空间响应偏差值这2项的加权和进行最小化处理的准则进行设计。通过将这种FIB设计问题转化为标准二阶锥规划(Second Order Cone Programming,SOCP)形式后,可以采用内点方法对其进行有效求解。仿真结果验证了本文方法对于宽带共形阵自适应FIB设计的有效性。 展开更多
关键词 宽带共形阵 频率不变波束形成 空间响应偏差 二阶锥规划
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宽带平面阵基于空间响应偏差约束的优化波束设计 被引量:2
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作者 陈鹏 郝拥军 +3 位作者 王薇 廉成斌 张亚龙 鲍轩 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第20期60-66,共7页
针对具有节拍延迟线TDL(tapped delay line)结构和复数加权系数的宽带平面阵,提出基于空间响应偏差SRV(spatial response variation)约束的非自适应和自适应频率不变波束形成器FIB(frequency invariant beamformer)设计方法。非自适应FI... 针对具有节拍延迟线TDL(tapped delay line)结构和复数加权系数的宽带平面阵,提出基于空间响应偏差SRV(spatial response variation)约束的非自适应和自适应频率不变波束形成器FIB(frequency invariant beamformer)设计方法。非自适应FIB根据在参考频率点上主瓣方向无偏响应约束、加权系数向量范数约束以及平均空间响应偏差幅度约束这3个条件下最小化在参考频率点上波束图旁瓣级的准则进行设计。自适应FIB根据在参考频率点上预测信号方向无偏响应约束、在参考频率点上旁瓣区域旁瓣级约束以及平均空间响应偏差幅度约束这3个条件下最小化波束形成器输出功率的准则进行设计。通过将这2种FIB设计问题转化为标准二阶锥规划SOCP(second order cone programming)形式后,可以采用内点方法对其进行有效求解。仿真结果验证了本文方法对于宽带平面阵非自适应FIB和自适应FIB设计的有效性。 展开更多
关键词 宽带平面阵 节拍延迟线 频率不变波束形成 空间响应偏差 二阶锥规划
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