第四章 部分自適應(yīng)陣列處理技術(shù)

第四章部分自適應(yīng)陣列處理技術(shù)

§4.1部分自適應(yīng)概念

全自適應(yīng)：對全部單元作自適應(yīng)控制（使用了全部可利用的系統(tǒng)自由度degreeoffreedom）.部分自適應(yīng)：對其中部分單元作自適應(yīng)控制（只使用了部分可利用的系統(tǒng)自由度）。西安電子科技大學雷達信號處理實驗室1比較：方式

指標全自適應(yīng)部分自適應(yīng)自由度全部部分運算量大小收斂性慢快性能潛在性能高使用性好（與理論極限性能相比有損失）西安電子科技大學雷達信號處理實驗室2關(guān)鍵：如何合理設(shè)計部分自適應(yīng)結(jié)構(gòu)，使得性能損失最小而運算量顯著降低。部分自適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展情況：chapman,IEEE,TransAP-24,1979,P685~696變換降維Morgan,PartiallyAdaptiveArrayTechniquesIEEE,Trans,AP-26,1978,P823~833多重旁瓣對消器（MSC）Gabriel,UsingSpectralEstimationTechniquesinAdaptiveProcessingAntennaSystems.IEEE,AP-34,1986,No.3,P291~300自適應(yīng)方法西安電子科技大學雷達信號處理實驗室3Adams,AdaptiveMain-BeamNullingforNarrow-BeamAntennaArrays.IEEE,AES-16,1980,P509~516用幾個指向目標臨近方向的波束進行對消VanVeenB.D,PartiallyAdaptiveBeamformerDesignViaOutputPowerMinimization

IEEE,Trans,ASSP-35,1987,P1524~1532

深入系統(tǒng)研究了廣義旁瓣相消結(jié)構(gòu)（GSC處理器）

西安電子科技大學雷達信號處理實驗室4§4.2陣元空間(elementspace)部分

自適應(yīng)處理

Chapman方法：子陣級對陣列數(shù)據(jù)用降維矩陣作變換：變換前的自適應(yīng)：變換后的自適應(yīng)處理：西安電子科技大學雷達信號處理實驗室5變換后的導向矢量為：由最優(yōu)波束形成原理，變換域的最優(yōu)權(quán)為：在變換域用進行最優(yōu)波束形成，實際上是對進行波束形成，即：

其中：

西安電子科技大學雷達信號處理實驗室6一般地，,此時不可逆，在變換域處理的性能不如變換前處理的結(jié)果（有性能損失）；特殊地，當可逆時：

此時在變換域處理的結(jié)果與變換域前一樣，但這時需要，并不能降維，所以無實際意義。關(guān)于變換矩陣的構(gòu)造（子陣劃分）問題：

簡單子陣法

選取的子陣只是位置上靠近的陣元。明顯缺點：各子陣的相位中心通常超過半波長（甚至幾個波長），產(chǎn)生子陣間柵瓣。

西安電子科技大學雷達信號處理實驗室7幾種改進方法：使子陣間柵瓣出現(xiàn)于子陣方向圖的零點位置。

例：33陣元合成為16個（采用滑動重疊技術(shù)）如圖3.1所示圖3.1123452930313233121516西安電子科技大學雷達信號處理實驗室8新陣列方向圖子陣方向圖圖3.2西安電子科技大學雷達信號處理實驗室9子陣命均勻鳳劃分劇法，刊來波舉方向關(guān)為西安版電子俯科技齡大學鉛雷達贊信號壯處理查實驗厚室10非均個勻劃組分，遺使各南子陣統(tǒng)內(nèi)的億陣元民數(shù)不喉等，綠破壞慶柵瓣忽的出感現(xiàn)。如圖3.果3123456123圖3擇.31633西安塌電子塞科技攀大學瘡雷達蹄信號形處理努實驗聚室112、Mo跟rg齊an的MS銀C方法肺：陣住元級選取怎部分聯(lián)單元畢進行辜自適積應(yīng)加野權(quán)控潔制，凡而其涉余單踩元用玻固定省權(quán)（沒非自飽適應(yīng)克）進桃行處您理。如圖3.賢4所示12KN有幾個災(zāi)干擾蜘復用晚幾個陣元進行漆自適持應(yīng)處劑理相酬消圖3夢.4西安鄉(xiāng)豐電子吧科技久大學幣雷達狠信號戶處理京實驗錢室12選取盜的陣們元數(shù)M=挺1單旁廈瓣相擇消器M掠>1多旁末瓣相踢消器MC卻S中的御問題眨：1、對木幾個延點干樹擾抑骨制問朽題，似選取冷自適鋪應(yīng)單資元幾弱乎可控任意芹。2、對壟很多證干擾仍或連隸片的吃地物凳雜波表，如負何選優(yōu)取自至適應(yīng)魂處理舍單元惡有待潤于進窄一步罵研究晌。當,全自潔適應(yīng)西安影電子淺科技國大學倍雷達臣信號撕處理辨實驗爪室13來波績方向峰，干點擾方串向殺和西安兼電子但科技妨大學呀雷達牲信號瓜處理膛實驗聯(lián)室14§4絮.3波束叨空間澤部分喇自適先應(yīng)處狐理波束叼指的戶是普川通波羽束。波束宋空間自適胡應(yīng)處夏理：感最常訊見的學是對釣傅氏步基波束興進行客處理毛。選取搜部分別波束需進行若處理土就稱鄉(xiāng)豐為波蜻束域啄部分前自適應(yīng)火處理伸。下面佛研究灣波束狡選取咸的方哭法西安橫電子己科技輸大學革雷達虎信號報處理棕實驗袍室15Ga傷br辰ie筋l方法也：分兩免步：療首先弊估計消干擾揭方向含（粗鏟略）絮。再選滔取指隔向干精擾方盟向的司若干外波束晉。Ad穴am立s方法期：在目猴標鄰障近方照向選如取若派干波拳束。以等隙距線收陣為何例(間距般為)。N元陣微經(jīng)過bu振tl寬er波束太形成援得到N個波絮束。賽如圖3.待5Butler矩陣123N123N圖3邊.5西安品電子顛科技爭大學劣雷達業(yè)信號牲處理忘實驗賄室16其特促點：N個波部束在毅旁瓣但區(qū)共頸零點準。西安基電子兇科技姻大學跳雷達反信號災(zāi)處理馬實驗思室17已知練兩個湯干擾仗及其白方向選取塊兩個聾指向前干擾烈方向僻的波偷束。一、掠分析Ga傷br杰ie赴l(fā)方法輕：（干籃擾2）(目標)（干室擾1）最優(yōu)賴準則鼠：西安伸電子根科技累大學邊雷達畢信號哄處理沃實驗腔室18圖3域.7用“船輔助屠天線傘”的露主瓣忘對消敞“主擊天線攤”的詢旁瓣干擾西安旦電子璃科技碗大學幟雷達猴信號機處理牌實驗歲室19西安你電子催科技樂大學倦雷達謎信號名處理揭實驗武室20二、分析Ad挨am葛s方法注意撇各波姥束在姑旁瓣斧區(qū)共資零點欄，可掌行成鵝寬的廈凹口襖?？捎檬剌^少深的波挨束進絮行自瀉適應(yīng)礙處理里來抑敗制密配集型炒的多干擾制（連正片雜者波）夸。如浸圖3.陰8密集這型干培擾圖3眨.8用“記輔助臭天線龍”的賠旁瓣賢對消池“主愁天線幕”的揪旁瓣凹口西安秧電子喜科技青大學翠雷達寺信號泥處理她實驗司室21§4侮.4基于醉廣義錯旁瓣旁相消弟器的繭部分果自愁適應(yīng)姥設(shè)計最優(yōu)羽波束瘋形成曉：：指垃向目松標的碑導向素矢量雞（固坑定）黑。：西安烈電子即科技胸大學喪雷達嘉信號需處理寇實驗落室22在計光算最手優(yōu)權(quán)書時，刪實際婚上只騾需計平算搜。課更進軋一步自，在此已知塑一組健基矢揮量左時，淚為計懲算除，只屠涉及p個參美數(shù)念（p<丑N）處。：自適敞應(yīng)權(quán)監(jiān)，依娃賴于忽數(shù)據(jù)府。：固覆定權(quán)蘿（匹奧配fi型lt渠er件）更一煩般最言優(yōu)波效束形擱成：（LC錘MV尤）西安您電子勿科技牲大學妥雷達燦信號快處理旨實驗鄭室23令而滿足寶約束側(cè)方程切。上述申約束扛方程告可轉(zhuǎn)咸變?yōu)槲矡o約孝束西安利電子底科技幫大學翻雷達轎信號次處理吃實驗箭室24LC今MV處理舌框圖刻：圖3部.8廣義崗旁瓣上相消腳器（GS悠C)上支央路：形成介目標燃檢測諸通道(是匹疲配濾附波權(quán))下之降路：形成對輔助膠通道菜，用溪其加坡權(quán)求冰和去售預測流檢測禍通道獨中的煌干擾氣信號欣進而萍對消厚掉。要求投：下支勞路中習不含篇目標債信號醬，由槽保折證。西安丑電子感科技墨大學漏雷達窄信號扎處理克實驗伏室25稱延為信號棋阻塞榮矩陣童（Bl礦oc塞k濤Ma嚇tr纖ix）在上饅述結(jié)符構(gòu)中胃，用碧了L個約箏束條形件，根全自添適應(yīng)六處理壩的自鉆由度納為N－腹L個。告由上牧述結(jié)交構(gòu)可沿方便配設(shè)計物降維飛處理藝。如蘋圖3.珍9圖3計.9西安徐電子難科技揭大學少雷達中信號賀處理籃實驗他室26方法宴一（Ga恢br忍ie帖d法）布：料由刻指向展干擾襲方向掏的方法矛二（Ad甲am膊s法）糟：渾由脖指向釋目標浴方向露鄰由上五圖得叨：令盼（合粱并）有兩災(zāi)層要仗求：對信撞號進膨行阻害塞是降技維矩火陣關(guān)于學的設(shè)分計問弓題：傅立盲葉變碗換基窯矢量波束返作為島權(quán)矢猾量構(gòu)濃成的立。近波訂束權(quán)藏矢量寬構(gòu)成乘。方法居三駐由R的特作征分蔥解的株特征訂矢量界構(gòu)成圓。西安約電子芝科技漂大學覆雷達序信號已處理鼻實驗旱室27由于條陣列雖天線盤誤差借的存茂在，蜘廣義旁瓣稿相消軋器的脹阻塞探矩陣貪并不能很青好地陣將期種望信雹號阻摧塞，接而使倆其一爬部分田能量稱泄漏出到輔糟助支路中軍，當押信噪軍比比臨較高級時，冒輔助士支路舅也含釀有相爪當?shù)鼐咂谕樞盘柲芰抗?，此癢時會倚出現(xiàn)犁嚴重兇地上餓下支說路期粘望信土號抵你消的怒現(xiàn)象訴。廣義渴旁瓣丹相消橫器GS傷C是LC栽MV的一臟種等烏效的卡實現(xiàn)煉結(jié)構(gòu)傭。GS拾C結(jié)構(gòu)譽將自以適應(yīng)登波束考形成裙的約乳束化頭問題涂轉(zhuǎn)化銳成無棵約束外化問棵題，趴分為鏟自適另應(yīng)和假非自螞適應(yīng)史的兩姑個支津路：仰期望揚信號元只能正從非柜自適融應(yīng)支全路通捎過，絹而自跡適應(yīng)打支路撒僅含扮干擾豆和噪同聲分子量。改善虹的方址法：西安日電子仔科技燈大學田雷達解信號賊處理歷實驗亮室人工臨注入墾噪聲墊的方旱法，紅即將白泄漏回的期擦望信噸號功吐率作釋為懲傲罰函數(shù)腹，來陜提高GS畫C的穩(wěn)松健性踢（人膚工注府入的礎(chǔ)噪聲自必須蛛具有發(fā)合適俘）的功取率。28參考學文獻隸：L.克J.Gr另if啦ft誦hs.A脹n妥al先te姿rn障at還iv汽e恢ap飼pr拒oa瘡ch維t滑o黎li懸ne饅ar皇ly網(wǎng)c時on多st推ra伏in醋ed案a啄da睬pt杏iv脆ebe漲am晨fo鵲rm消in乎g.IE崗EE害T棚ra藏ns.o咸n糊AP蛾-3站0(唐1)映1態(tài)98敞2.真27袖-3涂4N.態(tài)K.Ja鄉(xiāng)豐bl躬on,棄“A薯da則pt續(xù)iv春ebe鵲am亭fo榮rm駁in蓬gwi丈th棕t旅he遙g屢en柜er椒al阻iz葡edsi和de裙lo嘉beca顏nc色el耳le礦r泉in匙t東he址p陵re倦se稍nc狀e蛋of厭a齒rr紛ay絮i科mp員er壤fe膀ct砌io躺ns系”郭慶登華，識廖桂頑生，曉“一闊種穩(wěn)圣健的菠自適街應(yīng)波糕束形少成器堤”《鉤電子近與信宅息學淺報》袋，2鹽00絕4年燥第一斃期。西安娛電子育科技頓大學襲雷達疊信號某處理有實驗箏室波束居形成受器的尖穩(wěn)健翠性可凈用它飽的白厭噪聲貸增益哈來衡湊量，磚對白噪聲群增益病的限洋制可鋼用對撲自適燥應(yīng)權(quán)睛向量脅進行紅二次部不等宜約束關(guān)來代替撈，使架自適摸應(yīng)權(quán)未向量添的范羅數(shù)小豈于一