目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 陣列信號處理應用范圍 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 5
1.2.3 恒定主瓣響應波束設(shè)計 8
1.2.4 波束形成器的實現(xiàn) 9
1.2.5 模態(tài)陣列信號處理 12
1.2.6 目標方位估計 15
1.2.7 二階錐規(guī)劃求解方法 16
1.3 本書的結(jié)構(gòu) 16
第2章 陣列信號處理數(shù)學模型 18
2.1 引言 18
2.2 數(shù)學模型 19
2.2.1 基陣 19
2.2.2 信號模型 20
2.2.3 噪聲場模型 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 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 導向向量失配對波束性能的影響 91
4.4 協(xié)方差矩陣失配對波束性能的影響 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 105
5.1 引言 105
5.2 對角加載法 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 150
6.1 引言 150
6.2 凹槽噪聲法 151
6.3 零點展寬技術(shù) 157
6.3.1 干擾方位擴展法 158
6.3.2 頻帶擴展法 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 163
6.4.2 穩(wěn)健最低旁瓣波束設(shè)計 168
6.5 旁瓣控制高增益波束形成器 170
6.5.1 低旁瓣自適應波束設(shè)計 170
6.5.2 旁瓣控制高增益波束設(shè)計 171
6.5.3 穩(wěn)健旁瓣控制波束設(shè)計 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 問題描述 177
6.6.2 *2范數(shù)準則 178
6.6.3 *1范數(shù)準則 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 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 最小均方準則法 189
7.2.3 最小誤差范數(shù)法 192
7.3 期望主瓣響應波束設(shè)計 195
7.3.1 問題描述 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 197
7.3.4 窄帶波束優(yōu)化統(tǒng)一形式 199
7.4 恒定主瓣響應波束設(shè)計 201
7.4.1 寬帶波束圖 201
7.4.2 恒定主瓣響應波束圖 202
7.5 期望主瓣幅度響應波束設(shè)計 207
7.5.1 問題描述 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 231
8.5.1 最小加權(quán)誤差準則 232
8.5.2 約束最小加權(quán)誤差準則 236
8.6 FIR波束形成器分步設(shè)計法 239
8.6.1 設(shè)計原理 239
8.6.2 時域?qū)拵СＲ?guī)波束形成 241
8.6.3 恒定主瓣響應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 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FIR波束形成 251
9.2.1 分步設(shè)計法的局限性 251
9.2.2 FIR寬帶波束響應 252
9.2.3 恒定主瓣響應FIR波束形成器 254
9.3 寬帶自適應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FIR波束形成器設(shè)計 263
9.3.3 旁瓣控制自適應FIR波束設(shè)計 266
9.4 最小差異恒定主瓣響應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)計方法比較 285
9.6 本章小結(jié) 286
參考文獻 288
附錄A 二階錐規(guī)劃方法 303
A.1 二階錐規(guī)劃簡介 303
A.2 二階錐規(guī)劃求解軟件SeDuMi 305
附錄B 部分主要的符號說明 307
B.1 縮寫詞 307
B.2 變量符號 308
B.3 部分算術(shù)符號 316
附錄C 設(shè)計實例目錄 318