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子阵命均匀凤划分剧法，刊来波举方向关为西安版电子俯科技龄大学铅雷达赞信号壮处理查实验厚室10非均个匀划组分，遗使各南子阵统内的亿阵元民数不喉等，绿破坏庆栅瓣忽的出感现。如图3.果3123456123图3择.31633西安塌电子塞科技攀大学疮雷达蹄信号形处理努实验聚室112、Mo跟rg齐an的MS银C方法肺：阵住元级选取怎部分联单元毕进行辜自适积应加野权控洁制，凡而其涉余单踩元用玻固定省权（没非自饱适应克）进桃行处您理。如图3.贤4所示12KN有几个灾干扰蜘复用晚几个阵元进行漆自适持应处剂理相酬消图3梦.4西安乡丰电子吧科技久大学币雷达狠信号户处理京实验钱室12选取盗的阵们元数M=挺1单旁厦瓣相择消器M掠>1多旁末瓣相踢消器MC却S中的御问题眨：1、对木几个延点干树扰抑骨制问朽题，似选取冷自适铺应单资元几弱乎可控任意芹。2、对垄很多证干扰仍或连隶片的吃地物凳杂波表，如负何选优取自至适应魂处理舍单元恶有待润于进窄一步骂研究晌。当,全自洁适应西安影电子浅科技国大学倍雷达臣信号撕处理辨实验爪室13来波绩方向峰，干点扰方串向杀和西安兼电子但科技妨大学呀雷达牲信号瓜处理膛实验联室14§4絮.3波束叨空间泽部分喇自适先应处狐理波束叼指的户是普川通波羽束。波束宋空间自适胡应处夏理：感最常讯见的学是对钓傅氏步基波束兴进行客处理毛。选取搜部分别波束需进行若处理土就称乡丰为波蜻束域啄部分前自适应火处理伸。下面佛研究湾波束狡选取咸的方哭法西安横电子己科技输大学革雷达虎信号报处理棕实验袍室15Ga伤br辰ie筋l方法也：分两免步：疗首先弊估计消干扰揭方向含（粗铲略）絮。再选滔取指隔向干精扰方盟向的司若干外波束晋。Ad穴am立s方法期：在目猴标邻障近方照向选如取若派干波拳束。以等隙距线收阵为何例(间距般为)。N元阵微经过bu振tl宽er波束太形成援得到N个波絮束。赛如图3.待5Butler矩阵123N123N图3边.5西安品电子颠科技争大学劣雷达业信号牲处理忘实验贿室16其特促点：N个波部束在毅旁瓣但区共颈零点准。西安基电子凶科技姻大学跳雷达反信号灾处理马实验思室17已知练两个汤干扰仗及其白方向选取块两个聋指向前干扰烈方向僻的波偷束。一、掠分析Ga伤br杰ie赴l方法轻：（干篮扰2）(目标)（干室扰1）最优赖准则鼠：西安伸电子根科技累大学边雷达毕信号哄处理沃实验腔室18图3域.7用“船辅助屠天线伞”的露主瓣忘对消敞“主击天线摊”的询旁瓣干扰西安旦电子璃科技碗大学帜雷达猴信号机处理牌实验岁室19西安你电子催科技乐大学倦雷达谜信号名处理揭实验武室20二、分析Ad挨am葛s方法注意撇各波姥束在姑旁瓣斧区共资零点栏，可掌行成鹅宽的厦凹口袄。可用守较少深的波挨束进絮行自泻适应碍处理里来抑败制密配集型炒的多干扰制（连正片杂者波）夸。如浸图3.阴8密集这型干培扰图3眨.8用“记辅助臭天线龙”的赔旁瓣贤对消池“主愁天线幕”的揪旁瓣凹口西安秧电子喜科技青大学翠雷达寺信号泥处理她实验司室21§4侮.4基于醉广义错旁瓣旁相消弟器的茧部分果自愁适应姥设计最优羽波束疯形成晓：：指垃向目松标的碑导向素矢量鸡（固坑定）黑。：西安烈电子即科技胸大学丧雷达嘉信号需处理寇实验落室22在计光算最手优权书时，删实际婚上只骡需计平算搜。课更进轧一步自，在此已知塑一组健基矢挥量左时，泪为计惩算除，只屠涉及p个参美数念（p<丑N）处。：自适敞应权监，依娃赖于忽数据府。：固覆定权萝（匹奥配fi型lt渠er件）更一烦般最言优波效束形搁成：（LC锤MV尤）西安您电子勿科技牲大学妥雷达灿信号快处理旨实验郑室23令而满足宝约束侧方程切。上述申约束扛方程告可转咸变为尾无约孝束西安利电子底科技帮大学翻雷达轿信号次处理吃实验箭室24LC今MV处理舌框图刻：图3部.8广义岗旁瓣上相消脚器（GS悠C)上支央路：形成介目标燃检测诸通道(是匹疲配滤附波权)下之降路：形成对辅助胶通道菜，用溪其加坡权求冰和去售预测流检测祸通道独中的煌干扰气信号欣进而萍对消厚掉。要求投：下支劳路中习不含篇目标债信号酱，由槽保折证。西安丑电子感科技墨大学漏雷达窄信号扎处理克实验伏室25称延为信号棋阻塞荣矩阵童（Bl矿oc塞k涛Ma吓tr纤ix）在上馒述结符构中胃，用碧了L个约筝束条形件，根全自添适应六处理坝的自钻由度纳为N－腹L个。告由上牧述结交构可沿方便配设计物降维飞处理艺。如苹图3.珍9图3计.9西安徐电子难科技揭大学少雷达中信号贺处理篮实验他室26方法宴一（Ga恢br忍ie帖d法）布：料由刻指向展干扰袭方向掏的方法矛二（Ad甲am膊s法）糟：浑由脖指向释目标浴方向露邻由上五图得叨：令盼（合粱并）有两灾层要仗求：对信撞号进膨行阻害塞是降技维矩火阵关于学的设分计问弓题：傅立盲叶变碗换基窑矢量波束返作为岛权矢猾量构浓成的立。近波订束权藏矢量宽构成乘。方法居三驻由R的特作征分葱解的株特征订矢量界构成圆。西安约电子芝科技漂大学覆雷达序信号已处理鼻实验旱室27由于条阵列虽天线盘误差借的存茂在，蜘广义旁瓣稿相消轧器的胀阻塞探矩阵贪并不能很青好地阵将期种望信雹号阻摧塞，接而使俩其一爬部分田能量称泄漏出到辅糟助支路中军，当押信噪军比比临较高级时，冒辅助士支路舅也含酿有相爪当地具期望骆信号能量冠，此痒时会倚出现犁严重凶地上饿下支说路期粘望信土号抵你消的怒现象诉。广义渴旁瓣丹相消横器GS伤C是LC栽MV的一脏种等乌效的卡实现炼结构佣。GS拾C结构誉将自以适应登波束考形成裙的约乳束化头问题涂转化锐成无棵约束外化问棵题，趴分为铲自适另应和假非自蚂适应史的两姑个支津路：仰期望扬信号元只能正从非柜自适融应支全路通捎过，绢而自迹适应打支路撒仅含扮干扰豆和噪同声分子量。改善虹的方址法：西安日电子仔科技灯大学田雷达解信号贼处理历实验亮室人工临注入垦噪声垫的方旱法，红即将白泄漏回的期擦望信吨号功吐率作释为惩傲罚函数腹，来陕提高GS画C的稳松健性踢（人肤工注府入的础噪声自必须蛛具有发合适俘）的功取率。28参考学文献隶：L.克J.Gr另if啦ft诵hs.A胀n妥al先te姿rn障at还iv汽e恢ap饲pr拒oa疮ch维t滑o黎li悬ne馒ar皇ly网c时on多st推ra伏in醋ed案a啄da睬pt杏iv脆ebe涨am晨fo鹊rm消in乎g.IE岗EE害T棚ra藏ns.o咸n糊AP蛾-3站0(唐1)映1态98敞2.真27袖-3涂4N.态K.Ja乡丰bl躬on,弃“A薯da则pt续iv春ebe鹊am亭fo荣rm驳in蓬gwi丈th棕t旅he遥g屡en柜er椒al阻iz葡edsi和de裙lo嘉beca颜nc色el耳le矿r泉in匙t东he址p陵re倦se稍nc状e蛋of厌a齿rr纷ay絮i科mp员er壤fe膀ct砌io躺ns系”郭庆登华，识廖桂顽生，晓“一阔种稳圣健的菠自适街应波糕束形少成器堤”《钩电子近与信宅息学浅报》袋，2盐00绝4年燥第一毙期。西安娱电子育科技顿大学袭雷达叠信号某处理有实验筝室波束居形成受器的尖稳健翠性可净用它饱的白厌噪声贷增益哈来衡凑量，砖对白噪声群增益病的限洋制可钢用对扑自适燥应权睛向量胁进行红二次部不等宜约束关来代替捞，使架自适摸应权未向量添的范罗数小岂于一