基于变换的线性约束斜投影波束形成算法
2014-12-31毕传兴
汤 辰, 徐 亮, 毕传兴
(合肥工业大学 机械与汽车工程学院,安徽 合肥 230009)
自适应波束形成技术是阵列信号处理的重要组成内容,它通过对传声器阵列输出进行空域滤波,来达到增强有用信号、抑制干扰的目的[1-2]。线性约束最小方差(linearly constrained minimum variance,简称 LCMV)算法[3-5]是自适应波束形成的主要算法之一,它在保证对期望信号方向增益为一定值的条件下,计算最优权向量使阵列输出功率最小。在线性约束条件中,零点约束可以用来抑制非平稳干扰[6-7],广义的基于特征空间的波 束 形成器 (generalized eigenspace-based beamformer,简称GEIB)把线性约束和特征空间技术结合起来运用到波束形成中[8],该波束形成器将LCMV算法的权向量向修正的信号子空间投影,使权向量的范数变小,具有较快的收敛速度和较强的稳健性。但该波束形成器需要计算修正的信号子空间,因而容易产生计算上的不稳定,并且在零点约束方向与干扰方向接近时性能急剧下降。基于变换的线性约束特征干扰相消器和基于变换的线性约束正交投影算法[9]可以解决在特定干扰角度上数值稳定性下降和约束零点损失问题,但它们只适用于阵列数据不含期望信号(如自适应雷达)时的情况。基于变换的广义特征空间波束形成器(transformation-based GEIB,简称T-GEIB)[10]可在保留与GEIB相同的零点约束情况下,不需要计算修正的信号子空间,因此具有较高的数值稳定性。然而,该波束形成器是以GEIB为基础的,由于GEIB完全舍弃噪声子空间,只保留了信号子空间的分量,因此当期望信号相对干扰信号较大时,该方法非常有效;……