第四章部分自适应阵列处理技术

第四章部分自适应阵列处理技术

§4.1部分自适应概念

全自适应：对全部单元作自适应控制（使用了全部可利用的系统自由度degreeoffreedom）.部分自适应：对其中部分单元作自适应控制（只使用了部分可利用的系统自由度）。西安电子科技大学雷达信号处理实验室1比较：方式

指标全自适应部分自适应自由度全部部分运算量大小收敛性慢快性能潜在性能高使用性好（与理论极限性能相比有损失）西安电子科技大学雷达信号处理实验室2关键：如何合理设计部分自适应结构，使得性能损失最小而运算量显著降低。部分自适应技术的发展情况：chapman,IEEE,TransAP-24,1979,P685~696变换降维Morgan,PartiallyAdaptiveArrayTechniquesIEEE,Trans,AP-26,1978,P823~833多重旁瓣对消器（MSC）Gabriel,UsingSpectralEstimationTechniquesinAdaptiveProcessingAntennaSystems.IEEE,AP-34,1986,No.3,P291~300自适应方法西安电子科技大学雷达信号处理实验室3Adams,AdaptiveMain-BeamNullingforNarrow-BeamAntennaArrays.IEEE,AES-16,1980,P509~516用几个指向目标临近方向的波束进行对消VanVeenB.D,PartiallyAdaptiveBeamformerDesignViaOutputPowerMinimization

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

深入系统研究了广义旁瓣相消结构（GSC处理器）

西安电子科技大学雷达信号处理实验室4§4.2阵元空间(elementspace)部分

自适应处理

Chapman方法：子阵级对阵列数据用降维矩阵作变换：变换前的自适应：变换后的自适应处理：西安电子科技大学雷达信号处理实验室5变换后的导向矢量为：由最优波束形成原理，变换域的最优权为：在变换域用进行最优波束形成，实际上是对进行波束形成，即：

其中：

西安电子科技大学雷达信号处理实验室6一般地，,此时不可逆，在变换域处理的性能不如变换前处理的结果（有性能损失）；特殊地，当可逆时：

此时在变换域处理的结果与变换域前一样，但这时需要，并不能降维，所以无实际意义。关于变换矩阵的构造（子阵划分）问题：

简单子阵法

选取的子阵只是位置上靠近的阵元。明显缺点：各子阵的相位中心通常超过半波长（甚至几个波长），产生子阵间栅瓣。

西安电子科技大学雷达信号处理实验室7几种改进方法：使子阵间栅瓣出现于子阵方向图的零点位置。

例：33阵元合成为16个（采用滑动重叠技术）如图3.1所示图3.1123452930313233121516西安电子科技大学雷达信号处理实验室8新阵列方向图子阵方向图图3.2西安电子科技大学雷达信号处理实验室9子阵均匀划分法，来波方向为西安电子科技大学雷达信号处理实验室10非均匀划分，使各子阵内的阵元数不等，破坏栅瓣的出现。如图3.3123456123图3.31633西安电子科技大学雷达信号处理实验室112、Morgan的MSC方法：阵元级选取部分单元进行自适应加权控制，而其余单元用固定权（非自适应）进行处理。

如图3.4所示12KN有几个干扰复用几个阵元进行自适应处理相消图3.4西安电子科技大学雷达信号处理实验室12选取的阵元数M=1单旁瓣相消器M>1多旁瓣相消器

MCS中的问题：1、对几个点干扰抑制问题，选取自适应单元几乎可任意。2、对很多干扰或连片的地物杂波，如何选取自适应处理单元有待于进一步研究。

当,全自适应西安电子科技大学雷达信号处理实验室13来波方向，干扰方向和西安电子科技大学雷达信号处理实验室14§4.3波束空间部分自适应处理

波束指的是普通波束。波束空间自适应处理：最常见的是对傅氏基波束进行处理。选取部分波束进行处理就称为波束域部分自适应处理。下面研究波束选取的方法西安电子科技大学雷达信号处理实验室15Ga舰br获ie榨l方法蹲：分两射步：贪首先辜估计妈干扰词方向柜（粗污略）愈。再选瞎取指谁向干遇扰方逮向的正若干戴波束汁。Ad倡am族s方法服：在目秩标邻张近方嗽向选忌取若成干波律束。以等袭距线肺阵为吨例(间距搂为)。N元阵糕经过bu监tl折er波束脉形成稳得到N个波刃束。炼如图3.冲5Butler矩阵123N123N图3堤.5西安培电子烫科技您大学法雷达慌信号绢处理行实验嫂室16其特珍点：N个波匪束在洗旁瓣枣区共映零点杂。西安肺电子锋科技句大学起雷达调信号卡处理剪实验哥室17已知阅两个垮干扰盼及其箭方向选取猎两个默指向乔干扰刺方向挎的波篇束。一、暖分析Ga虏br质ie遭l方法胃：（干滔扰2）(目标)（干性扰1）最优拌准则铺：西安色电子哥科技溪大学梳雷达悦信号快处理竭实验套室18图3拦.7用“藏辅助督天线碰”的仓主瓣垒对消壤“主君天线旺”的疫旁瓣干扰西安块电子架科技匪大学枕雷达衔信号要处理黎实验龄室19西安岛电子清科技下大学瞧雷达祖信号宰处理则实验亚室20二、分析Ad缘瑞am及s方法注意学各波狼束在植旁瓣俊区共致零点步，可誓行成势宽的京凹口金。可用交较少烛的波柴束进兄行自雁适应柴处理淘来抑斯制密饭集型鲜的多干扰盾（连院片杂赵波）挑。如耍图3.泊8密集黄型干佛扰图3糕.8用“吉辅助降天线虹”的项旁瓣森对消拴“主誉天线极”的乘旁瓣凹口西安惠电子驴科技哈大学酱雷达脏信号洲处理福实验述室21§4捧.4基于醋广义敞旁瓣艺相消舟器的篇部分悠自摆适应爱设计最优傅波束明形成哈：：指遵向目耍标的朴导向再矢量割（固喷定）哈。：西安来电子劫科技隙大学磨雷达剧信号扔处理军实验泻室22在计稿算最摔优权咐时，添实际适上只枯需计饿算门。榨更进会一步疾，在府已知符一组糊基矢屑量举时，类为计角算炕，只右涉及p个参表数连（p<专N）栽。：自适芒应权鲁，依胀赖于糕数据陪。：固测定权榨（匹诞配fi抽lt纵er如）更一植般最墙优波诉束形反成：（LC威MV净）西安岗电子指科技票大学疮雷达具信号秧处理搂实验扣室23令而满足卡约束乎方程谢。上述护约束膨方程岗可转谱变为帮无约蚊束西安于电子辽科技堤大学尽雷达遗信号颈处理僻实验裁室24LC帮MV处理咏框图肢：图3眼.8广义邻旁瓣啦相消湿器（GS座C)上支狸路：形成匠目标时检测鼻通道(是匹景配滤然波权)下之鸣路：形成虾辅助汁通道费，用床其加榴权求尾和去均预测验检测也通道绒中的峡干扰羡信号轻进而究对消为掉。要求知：下支肿路中港不含努目标矮信号扰，由组保恰证。西安完电子赏科技闯大学捏雷达渴信号森处理发实验件室25称员为信号址阻塞见矩阵伶（Bl填oc妄k渐Ma壮tr觉ix）在上都述结鞠构中季，用浆了L个约向束条危件，术全自水适应蔽处理狗的自服由度谎为N－窝L个。仁由上挡述结绍构可狗方便宫设计脊降维阔处理扩。如坝图3.评9图3笨.9西安跳电子惭科技护大学胆雷达女信号六处理扯实验赏室26方法达一（Ga肯br杆ie风d法）焦：倚由引指向币干扰匆方向翁的方法贫二（Ad喷am触s法）令：望由书指向行目标蚂方向斧邻由上型图得适：令岁（合受并）有两揭层要司求：对信启号进庸行阻行塞是降册维矩跌阵关于槽的设屑计问庸题：傅立遮叶变期换基蚂矢量波束升作为惩权矢梳量构腔成的书。近波羽束权喘矢量哄构成榴。方法糕三悔由R的特波征分疗解的被特征闷矢量厕构成蚕。西安苗电子续科技馒大学乖雷达穿信号晒处理爱实验它室27由于么阵列赌天线薪误差猜的存若在，鸽广义旁瓣字相消跨器的浴阻塞扇矩阵疤并不能很荷好地丢将期柳望信堵号阻佣塞，悦而使蚀其一钻部分径能量俱泄漏酸到辅岩助支路中拼，当贷信噪供比比馅较高阵时，享辅助小支路小也含鲜有相晓当地战期望刚信号能量免，此林时会羞出现邀严重蚀地上嗽下支插路期模望信钞号抵杯消的饰现象争。广义缴旁瓣消相消喷器GS孙C是LC边MV的一池种等粪效的幻玉实现夸结构场。GS铜C结构末将自腔适应信波束梢形成汉的约排束化岭问题公转化梳成无故约束榴化问睛题，梳分为予自适页应和观非自艘适应蓄的两呜个支喇路：津期望臣信号份只能州从非委自适唱应支棉路通云过，逐而自恒适应章支路赔仅含萍干扰锻和噪越声分励量。改善庭的方指法：西安哀电子精科技亏大学枯雷达多信号拦处理碍实验版室人工叔注入碗噪声田的方匪法，要即将抱泄漏吩的期驶望信庸号功者率作桥为惩电罚函数畅，来脾提高GS洞C的稳客健性狼（人滑工注匠入的袖噪声澡必须吧具有轮合适办）的功顽率。28参考米文献析：L.依J.Gr廉if越ft完hs.A绑n汤al小te届rn村at慈iv株e眯ap闸pr搬oa承ch掘t读o秋li壮ne贷ar魔ly愈c路on防st晴ra蚂in樱ed出a宜da从pt枪iv玩ebe狂am姿fo灭rm炼in立g.IE趣EE摄T载ra蹲ns.o喜n剧AP董-3亮0(遣1)委1抹98乘2.团27善-3塔4N.用K.Ja袍bl肠on,叠“A掀da姻pt邀iv倦ebe荒am丙fo狡rm弱in宅gwi庙th吗t使he摇g登en滔er罢al外iz桶edsi疫de瞒lo听beca勤nc捧el巧le之r骑in童t粥he餐p等re帅se委nc养e仆of恶a械rr毁ay芬i披mp固er晓fe只ct锦io叉ns肆”郭庆批华，奴廖桂华生，辅“一走种稳瓦健的犁自适爆应波问束形享成器绵”《出电子贴与信习息学指报》组，2数00仙4年坡第一州期。西安敢电子佩科技摸大学裹雷达雄信号械处理勉实验凉室波束戏形成璃器的盗稳健贯性可撑用它摸的白珠噪声居增益景来衡轨量，室对白噪声还增益予的限苗制可翅用对森自适援应权进向量御进行誓二次究不等漆约束讲来代替业，使陈自适条应权谋向量圣的范本数小侨于一循定的吓值。对阻塞泄矩阵扁进行简改进隶，即晕把期慎望信量号的