基于单通道接收机的鲁棒自适应波束形成算法

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（１．ＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００２５。Ｃｈｉｎａ；
２．Ｕｎｉｔ９６２６５ｏｆＰＬＡ，Ｎａｎｙａｎｇ４７３１３９。Ｃｈｉｎａ）
金伟Ｌ，贾维敏，张峰干，姚敏立
（１．第二炮兵工程大学，陕西西安７１００２５；２．解放军９６２６５部队，河南南阳４７３１３９）
摘要：针对导向矢量失配误差导致自适应波束形成器性能下降和多通道接收机系统成本较高的问题，提出
了基于单通道接收机的最差性能最优鲁棒Ｃａｐｏｎ波束形成算法。该算法基于低成本的单通道接收机系统，仅对接收机输出功率进行测量，然后使用权微扰算法对协方差矩阵进行估计，并将问题转化为对最差性能最优的鲁棒Ｃａｐｏｎ波束形成器进行导向矢量估计。仿真结果验证了算法的正确性和有效性，表明该基于单通道接收
ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｐｏｒｔｒｅｃｅｉｖｅｒ，ａｒｏｂｕｓｔＣａｐｏｎａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅ
第３５卷第１期
２０１３年２月
探测与控制学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｅｔｅｃｔｉｏｎ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｖ０Ｌ３５Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１３
基于单通道接收机的鲁棒自适应波束形成算法
ｐｏｒｔｒｅｃｅｉｖｅｒｕｓｉｎｇｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＲＣＢ－ＳＰＲ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Biblioteka BaiduＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｎ —
机的算法在大大降低系统成本的情况下，仍然可以达到与基于多通道接收阵列的鲁棒波束形成算法相当甚至
更高的性能水平。
关键词：信号处理；波束形成；单通道接收机
中图分类号：ＴＮ９１１．７文献标志码：Ａ文章编号：１００８．１１９４（２０１３）０１ — ００５０ — ０５ＲｏｂｕｓｔＡｄａｐｔｉｖｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅＰｏｒｔＲｅｃｅｉｖｅｒＪＩＮＷｅｉ，ＪＩＡＷｅｉｍｉｎ，ＺＨＡＮＧＦｅｎｇｇａｎ，ＹＡ０Ｍｉｎｌｉ
ａｎｄｕｓｅｔｈｅｗｅｉｇｈｔｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｔＯｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃｏｖａｒｉａｎｃｅｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｉｓｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄａｓａｓｔｅｅｒｉｎｇｖｅｃｔｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒｔｈｅｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｂａｓｅｄｒｏｂｕｓｔＣａｐｏｎｂｅａｍ— ｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｏｗｃｏｓｔｓｉｎｇｌｅｐｏｒｔｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＲＣＢ－ＳＰＲａｐｐｒｏａｃｈｓｔｉｌｌｃａｎｇｅｔａｓｉｍｉｌａｒａｎｄｅｖｅｎｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｔｈａｎｔｈｅｒｏｂｕｓｔｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｔｈａｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｐｏｒｔｒｅｃｅｉｖｅｒ．
ｇｌｅｐｏｒｔｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈｊｕｓｔｎｅｅｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｖｅｃｔｏｒｍｉｓｍａｔｃｈｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｄａｐｔｉｖｅ