广义多项式结构稳健宽带波束形成器优化设计

TN911.7; 传统多项式结构宽带波束形成器的设计一般采用有限冲激响应(Finite impulse response,FIR)滤波器.本文通过使用正交基滤波器替代传统设计中的FIR滤波器,提出了一种广义多项式结构宽带波束形成器.所提多项式结构宽带波束形成器可视为传统多项式结构宽带波束形成器的推广,因而结构上更为灵活.为增强广义多项式结构宽带波束形成器的鲁棒性,进一步提出了基于平均性能优化准则的稳健优化设计方法.该方法通过粒子群算法对正交基滤波器中的极点进行优化,以利用极点所提供的自由度提高多项式结构宽带波束形成器的性能;同时通过引入阵列响应的空间导数约束,减小了由有限次多项式插值所造成的波...

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Published in数据采集与处理 Vol. 38; no. 6; pp. 1307 - 1318
Main Authors 许志强, 陈华伟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京航空航天大学电子信息工程学院,南京 211106 01.11.2023
Subjects
指向偏差
空间导数约束
spatial derivative constraint
正交基滤波器
average performance optimization
平均性能优化
orthogonal basis filter
polynomial beamformer
多项式结构波束形成器
orientation deviation
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ISSN1004-9037
DOI10.16337/j.1004-9037.2023.06.007

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Summary:TN911.7; 传统多项式结构宽带波束形成器的设计一般采用有限冲激响应(Finite impulse response,FIR)滤波器.本文通过使用正交基滤波器替代传统设计中的FIR滤波器,提出了一种广义多项式结构宽带波束形成器.所提多项式结构宽带波束形成器可视为传统多项式结构宽带波束形成器的推广,因而结构上更为灵活.为增强广义多项式结构宽带波束形成器的鲁棒性,进一步提出了基于平均性能优化准则的稳健优化设计方法.该方法通过粒子群算法对正交基滤波器中的极点进行优化,以利用极点所提供的自由度提高多项式结构宽带波束形成器的性能;同时通过引入阵列响应的空间导数约束,减小了由有限次多项式插值所造成的波束主瓣指向偏差.仿真结果表明,与传统多项式结构设计方法相比,所提设计方法能够获得更好的频率不变性和鲁棒性,且有效改善了波束主瓣指向的精准度,提高了多项式结构宽带波束形成器的指向性指数.
ISSN:1004-9037
DOI:10.16337/j.1004-9037.2023.06.007