目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 陣列信號(hào)處理應(yīng)用范圍 1
1.2 研究歷史與現(xiàn)狀 2
1.2.1 陣增益與穩(wěn)健性 3
1.2.2 波束圖優(yōu)化設(shè)計(jì) 5
1.2.3 恒定主瓣響應(yīng)波束設(shè)計(jì) 8
1.2.4 波束形成器的實(shí)現(xiàn) 9
1.2.5 模態(tài)陣列信號(hào)處理 12
1.2.6 目標(biāo)方位估計(jì) 15
1.2.7 二階錐規(guī)劃求解方法 16
1.3 本書(shū)的結(jié)構(gòu) 16
第2章 陣列信號(hào)處理數(shù)學(xué)模型 18
2.1 引言 18
2.2 數(shù)學(xué)模型 19
2.2.1 基陣 19
2.2.2 信號(hào)模型 20
2.2.3 噪聲場(chǎng)模型 24
2.2.4 基陣接收數(shù)據(jù)模型 26
2.2.5 快拍數(shù)據(jù)模型 28
2.3 波束形成 32
2.3.1 波束形成表達(dá)形式 32
2.3.2 窄帶波束形成 34
2.3.3 窄帶波束形成器的性能參數(shù) 35
2.3.4 波束掃描方位譜 44
2.4 常見(jiàn)的波束形成器 45
2.4.1 常規(guī)波束形成器 45
2.4.2 最佳波束形成器 48
2.5 本章小結(jié) 55
第3章 規(guī)則陣波束設(shè)計(jì) 57
3.1 引言 57
3.2 線陣 57
3.2.1 連續(xù)線陣 57
3.2.2 均勻線列陣 65
3.2.3 二元陣 73
3.2.4 均勻線列陣窗函數(shù)加權(quán) 78
3.3 矩形陣 83
3.3.1 波束圖乘積定理 83
3.3.2 均勻矩形陣 84
3.4 本章小結(jié) 87
第4章 波束穩(wěn)健性分析 89
4.1 引言 89
4.2 最佳波束形成器穩(wěn)健性影響因素 89
4.3 導(dǎo)向向量失配對(duì)波束性能的影響 91
4.4 協(xié)方差矩陣失配對(duì)波束性能的影響 97
4.4.1 樣本協(xié)方差矩陣求逆波束形成 97
4.4.2 樣本協(xié)方差矩陣求逆法波束性能 98
4.5 超增益波束形成器的穩(wěn)健性 101
4.6 本章小結(jié) 104
第5章 穩(wěn)健波束設(shè)計(jì) 105
5.1 引言 105
5.2 對(duì)角加載法 105
5.3 加權(quán)向量范數(shù)約束法 115
5.3.1 加權(quán)向量范數(shù)約束與對(duì)角加載波束形成器的關(guān)系 115
5.3.2 范數(shù)約束波束形成器的二階錐規(guī)劃求解方法 117
5.3.3 范數(shù)約束波束形成器對(duì)角加載量求解法 117
5.4 最差性能最佳化法 124
5.5 協(xié)方差矩陣擬合法 126
5.6 雙約束法 133
5.6.1 算法描述 133
5.6.2 盡可能小的橢圓不確定集 136
5.7 各種波束形成方法性能比較 141
5.8 本章小結(jié) 147
第6章 波束旁瓣設(shè)計(jì) 150
6.1 引言 150
6.2 凹槽噪聲法 151
6.3 零點(diǎn)展寬技術(shù) 157
6.3.1 干擾方位擴(kuò)展法 158
6.3.2 頻帶擴(kuò)展法 159
6.3.3 協(xié)方差矩陣錐化法 160
6.4 最低旁瓣波束形成器 163
6.4.1 最低旁瓣波束設(shè)計(jì) 163
6.4.2 穩(wěn)健最低旁瓣波束設(shè)計(jì) 168
6.5 旁瓣控制高增益波束形成器 170
6.5.1 低旁瓣自適應(yīng)波束設(shè)計(jì) 170
6.5.2 旁瓣控制高增益波束設(shè)計(jì) 171
6.5.3 穩(wěn)健旁瓣控制波束設(shè)計(jì) 173
6.6 抗陣列流形誤差的穩(wěn)健低旁瓣波束形成 177
6.6.1 問(wèn)題描述 177
6.6.2 *2范數(shù)準(zhǔn)則 178
6.6.3 *1范數(shù)準(zhǔn)則 179
6.6.4 最差旁瓣下界 181
6.7 本章小結(jié) 185
第7章 波束主瓣設(shè)計(jì) 187
7.1 引言 187
7.2 最小誤差逼近法 188
7.2.1 誤差范數(shù)表述 188
7.2.2 最小均方準(zhǔn)則法 189
7.2.3 最小誤差范數(shù)法 192
7.3 期望主瓣響應(yīng)波束設(shè)計(jì) 195
7.3.1 問(wèn)題描述 195
7.3.2 旁瓣控制主瓣最小誤差逼近 196
7.3.3 主瓣精度約束最低旁瓣波束設(shè)計(jì) 197
7.3.4 窄帶波束優(yōu)化統(tǒng)一形式 199
7.4 恒定主瓣響應(yīng)波束設(shè)計(jì) 201
7.4.1 寬帶波束圖 201
7.4.2 恒定主瓣響應(yīng)波束圖 202
7.5 期望主瓣幅度響應(yīng)波束設(shè)計(jì) 207
7.5.1 問(wèn)題描述 207
7.5.2 相位迭代法 207
7.5.3 分解迭代法 208
7.6 本章小結(jié) 214
第8章 寬帶波束形成 216
8.1 引言 216
8.2 頻域DFT波束形成器 217
8.2.1 DFT波束形成 217
8.2.2 另一種解釋 220
8.2.3 分析與討論 222
8.3 時(shí)域FIR波束形成器 226
8.4 基于FFT的FIR波束形成 229
8.5 FIR波束形成器中的濾波器設(shè)計(jì) 231
8.5.1 最小加權(quán)誤差準(zhǔn)則 232
8.5.2 約束最小加權(quán)誤差準(zhǔn)則 236
8.6 FIR波束形成器分步設(shè)計(jì)法 239
8.6.1 設(shè)計(jì)原理 239
8.6.2 時(shí)域?qū)拵СＲ?guī)波束形成 241
8.6.3 恒定主瓣響應(yīng)FIR波束形成器 244
8.6.4 旁瓣控制高增益FIR波束形成器 246
8.7 本章小結(jié) 248
第9章 寬帶優(yōu)化波束設(shè)計(jì) 250
9.1 引言 250
9.2 最小合成誤差全局優(yōu)化恒定主瓣響應(yīng)FIR波束形成 251
9.2.1 分步設(shè)計(jì)法的局限性 251
9.2.2 FIR寬帶波束響應(yīng) 252
9.2.3 恒定主瓣響應(yīng)FIR波束形成器 254
9.3 寬帶自適應(yīng)FIR波束形成 260
9.3.1 數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣 260
9.3.2 自適應(yīng)FIR波束形成器設(shè)計(jì) 263
9.3.3 旁瓣控制自適應(yīng)FIR波束設(shè)計(jì) 266
9.4 最小差異恒定主瓣響應(yīng)FIR波束形成 273
9.4.1 最小合成誤差全局優(yōu)化法的局限性 273
9.4.2 最小差異設(shè)計(jì)法 274
9.4.3 寬帶FIR波束優(yōu)化統(tǒng)一形式 283
9.5 幾種寬帶FIR波束設(shè)計(jì)方法比較 285
9.6 本章小結(jié) 286
參考文獻(xiàn) 288
附錄A 二階錐規(guī)劃方法 303
A.1 二階錐規(guī)劃簡(jiǎn)介 303
A.2 二階錐規(guī)劃求解軟件SeDuMi 305
附錄B 部分主要的符號(hào)說(shuō)明 307
B.1 縮寫詞 307
B.2 變量符號(hào) 308
B.3 部分算術(shù)符號(hào) 316
附錄C 設(shè)計(jì)實(shí)例目錄 318