线阵数字波束形成技术
数字波束成形技术
数字波束成形技术
数字波束形成技术用这种技术的天线能产生多个数字波束实现对卫星的跟踪，称为“数字波束形成的多波束天线”。
装在移动地球站上能实现在运动过程中与卫星之间的通信不中断。
因此这种技术是移动卫星通信中的一种关键技术，也是4G移动通信中智能天线的关键技术。
世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中，给技术下的定义:"技术是制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务，不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种，或者反映在技术情报或技能中，或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面。
"这是至今为止国际上给技术所下的最为全面和完整的定义。
实际上知识产权组织把世界上所有能带来经济效益的科学知识都定义为技术。
线阵数字波束形成技术
线阵数字波束形成技术
闫秋飞;范国平;徐朝阳
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2010(33)1
【摘要】在自适应数字波束形成应用于抗干扰之前通常采用低副瓣技术克服干扰对接收机性能的影响,常用的低副瓣方法有幅度加权和唯相位加权.唯相位加权降副瓣方法的工程实现比较容易,通过控制移相器即可实现.研究了唯相位降副瓣的方法,并给出了仿真结果,然后在此基础上进行了自适应数字波束形成.仿真结果表明低副瓣和自适应数字波束形成相结合可以达到很好的抗干扰效果.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】闫秋飞;范国平;徐朝阳
【作者单位】江苏科技大学,镇江,212003;船舶重工集团公司723所,扬州,225001;船舶重工集团公司723所,扬州,225001
【正文语种】中文
【中图分类】TN973.3
【相关文献】
1.基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现 [J], 李凯;张杰
2.直线阵列数字波束形成技术 [J], 管吉兴;马瑞平;黄巍;赵锦华
3.基于平面天线阵列的数字波束形成技术研究 [J], 杨高雄;宫新保
4.大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术 [J], 李军;龚耀寰
5.基于水平极化定向天线阵的数字波束形成算法 [J], 唐涛; 马欢; 吴志东
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
5G技术的波束成形原理与应用
5G技术的波束成形原理与应用随着科技的不断进步，我们正处在一个数字化时代的浪潮中。
而5G技术作为下一代移动通信技术的代表，正引领着这个数字化时代的到来。
而在5G技术中，波束成形技术是一个重要的组成部分。
本文将介绍5G技术的波束成形原理与应用。
一、波束成形原理波束成形是一种通过调整天线阵列的相位和振幅来控制信号传输方向的技术。
在传统的通信系统中，信号是通过天线向四面八方发射的，而波束成形技术则可以将信号集中在一个特定的方向上，从而提高信号的传输效率和覆盖范围。
波束成形的原理可以简单地解释为，通过调整天线阵列中每个天线的相位和振幅，使得它们在特定的方向上形成一个合成的波束。
这个波束可以被用来传输信号，同时抑制其他方向上的干扰信号。
通过这种方式，波束成形可以提高信号的传输质量和容量。
二、波束成形的应用1. 增强移动通信的覆盖范围波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而提高信号的传输距离和覆盖范围。
这对于移动通信来说非常重要，特别是在城市高楼密集的地区或者是偏远地区。
通过波束成形技术，移动通信可以更好地覆盖这些地区，提供更稳定和高质量的通信服务。
2. 提高网络容量和速度波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而减少信号的传播路径和干扰。
这样一来，网络的容量和速度就可以得到显著提升。
在高密度用户场景下，波束成形技术可以更好地管理网络资源，提供更快的数据传输速度和更稳定的连接质量。
3. 支持多用户连接波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而实现多用户同时连接。
这对于大规模的物联网应用和智能城市来说非常重要。
通过波束成形技术，多个用户可以同时连接到网络，实现高效的数据传输和实时的通信。
4. 改善无线通信安全性波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而减少信号的泄漏和窃听风险。
这对于无线通信的安全性来说非常重要。
通过波束成形技术，通信信号可以更好地保护，防止被未经授权的人员窃取或者干扰。
数字波束形成dbf原理
数字波束形成（Digital Beamforming，DBF）是一种电子扫描技术，它可以通过合理的信号处理算法，将天线阵列接收到的来自不同方向的信号加以加权合成，形成一个“虚拟”的波束，从而实现对目标的有效探测和跟踪。
数字波束形成技术在雷达、卫星通信、无线电通信等领域得到了广泛应用。
数字波束形成的原理主要包括以下几个步骤：
1、信号采集：将天线阵列接收到的来自不同方向的信号采集下来。
2、信号预处理：对采集到的信号进行一些预处理，如去除噪声、校正失配等，以提高信号质量。
3、信号转换：将采集到的模拟信号转换为数字信号。
4、波束形成：根据天线阵列的空间结构和信号处理算法，对不同方向的信号进行加权合成，形成一个“虚拟”的波束，从而实现对目标的有效探测和跟踪。
5、信号解调：将合成的信号解调后得到目标信息，如目标位置、速度等。
6、显示输出：将目标信息进行显示和输出。
数字波束形成技术的关键在于波束形成算法的设计和优化，常用的算法包括波束赋形算法、最小方差无失真响应算法、阵列信号处理算法等。
这些算法可以根据具体的应用场景和性能要求进行选择和调整，以达到最佳的波束形成效果。
数字波束形成(DBF)
则相应的阵输入的复基带信号矢量为
L
xs (n) sl (n)a(l , l ) l 1
a(1,1),
s1(n)
,
a(
L
,
L
)
sL (n)
As(n)
(9.2.10)
阵列对信号的方向矩阵 A a((11,,11)),, a((LL,,LL))
信号矢量 s(n) [s1(n),,sL(n)]T
7
带噪声的阵输入矢量可写成：
x(n) xs (n) n(n) As(n) n(n)
x(n) sl (n)a((ll ,,ll)) n(n) l
n(n) [n1(n),, nM (n)]T
E ni (n)n*j (n)
2
0
i j i j
8
对于间距为d的M元均匀线阵，
第m阵元的位置矢量为
2
§9.1数字波束形成(DBF)概述
9.1.1 波束形成
时域滤波器 在通带频率范围内通过需要信号， 在阻带频率范围内滤除或抑制不需要信号或干扰。
时间频率滤波器频率响应H(f) 当输入为等幅正弦波时滤波器输出与时间频率f的关系
。
3
在空域滤波中，对应于时间频率的空间频率为 1 sin
时间频率滤波器对应于空间频率滤波器，空域滤波器。
相移
( ,
)
m ( ,
)
(
/
c)rmTβ( ,
)
2
rmTk( ,
)
(9.2.3b)
k((,)) k β((,) 2 β((,)) (9.2.4)
5
s(t m ( ,)) s(t)
式(9.2.2)可表示为： xsm (t) s(t)e e jt jm ((,))
数字波束形成-DBF
数字波束形成-DBF摘要随着高速、超高速信号采集、传输及处理技术的发展,数字阵列雷达已成为当代雷达技术发展的一个重要趋势。
数字波束形成(DBF)技术采用先进的数字信号处理技术对阵列天线接收到的信号进行处理,能够极大地提高雷达系统的抗干扰能力,是新一代军用雷达提高目标检测性能的关键技术之一。
并且是无线通信智能天线中的核心技术。
本文介绍了数字波束形成技术的原理，对波束形成的信号模型进行了详细的推导，并且用matlab仿真了三种计算准则下的数字波束形成算法，理论分析和仿真结果表明以上三种算法都可以实现波束形成，并对三种算法进行了比较。
同时研究了窄带信号的自适应波束形成的经典算法。
研究并仿真了基于最小均方误差准则的LMS算法、RLS算法和MVDR自适应算法，并且做了一些比较。
关键词：数字波束形成、自适应波束形成、智能天线、最小均方误差、最大信噪比、最小方差ABSTRACTWith the development of high-speed, ultra high-speed signal acquisition, transmission and processing technology, digital array radar has became an important trend in the development of modern radar technology. Digital beamforming (DBF) technology uses advanced digital signal processing technology to process the signal received by antenna array. It can improve the anti-jamming ability of radar system greatly and it is one of the key technology。
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用数字波束形成（Digital Beamforming,DBF）是检测、传输、接收和处理电波信号的一种高效、可靠的先进技术，它能够改善微波无线通信系统的性能。
数字波束形成技术可以有效地传输多通道幅相关信号，使用该技术可以提高微波无线通信系统的性能。
本文首先介绍了数字波束形成的原理和应用，然后介绍了多通道幅相校正（Multi-ChannelPhase Calibration，MPC）的原理，以及它在数字波束形成系统中的应用。
数字波束形成技术包括波束形成本身和传输信号处理环节。
波束形成本身涉及到微波发射天线的数字信号处理，要求收发信号之间的相位和幅度的一致性。
传输信号处理主要是涉及到把每个通道的幅度和相位进行匹配。
数字波束形成技术可以用来消除信号拥塞、提高信号强度与抗扰性、优化波束形成等效果。
多通道幅相校正（MPC）是用于微波无线通信系统中波束形成精度校正的一种方法，它对宽带信号进行幅相校正，目的是有效地提高波束形成系统的性能。
MPC技术主要利用相位反馈来实现对每个信号通道的幅度和相位校准，以确保探测到相同水平下的信号强度、抗扰性和波束形成效率。
MPC技术在数字波束形成系统中的应用可大大提高系统的性能，这些应用包括信号的增强，信号的质量改善，副本抑制，距离估计，目标检测和定位，以及恢复信号的能力。
在微波无线通信系统中，MPC技术可以帮助系统达到最优性能，使系统电平提高，增加可靠性，准确度和灵活性。
因此，多通道幅相校正技术在数字波束形成系统中已成为了一种重要的应用。
它能够有效地调整微波无线通信系统的波束形成精度，可以大大提高系统的性能，从而获得更好的波束形成效果。
宽带数字阵列波束形成算法及应用研究
总之，频域宽带波束形成算法是一种非常重要的信号处理技术，在通信领域 中有着广泛的应用前景。随着技术的不断发展和进步，相信该算法在未来将会实 现更多的应用，为通信技术的发展做出更大的贡献。
在声呐信号处理中，波束形成是一种关键技术，用于增强信号强度并降低噪 声干扰。然而，由于环境噪声和信号波动等因素的影响，传统的波束形成方法往 往面临着鲁棒性不足的问题。本次演示将深入研究声呐波束形成鲁棒性，并探讨 相关的算法研究。
阵列数字波束形成技术是一种通过对阵列天线接收到的信号进行处理，实现 波束指向和波束形状控制的技术。其基本原理是利用阵列天线接收信号的相位和 幅度差异，通过特定的算法计算出合成的波束方向图，实现波束的定向辐射和接 收。
阵列数字波束形成技术相较于传统波束形成技术具有更高的灵活性和自由度。 首先，阵列数字波束形成技术可以实现对波束的精确控制，包括波束指向、波束 形状以及波束扫描等。其次，阵列数字波束形成技术可以实现对多目标的同时检 测和跟踪，提高系统的多任务处理能力。此外，阵列数字波束形成技术还具有较 低的副瓣电平、较高的信号增益以及较低的交叉极化等优点。
一、声呐波束形成鲁棒性
声呐波束形成鲁棒性是指波束形成系统在面临各种环境干扰和信号波动时， 依然能够保持稳定和可靠的性能。在实际应用中，提高波束形成鲁棒性对于提高 整个声呐系统的性能具有重要意义。然而，现有的方法主要依赖于硬件设备的性 能提升，对于复杂多变的环境噪声和信号波动，其鲁棒性仍需进一步提高。
随着科技的不断进步，宽带数字阵列波束形成算法将在未来发挥更加重要的 作用。
参考内容
随着科技的不断发展，阵列数字波束形成技术逐渐成为无线通信、雷达、声 呐等领域的研究热点。本次演示将介绍阵列数字波束形成技术的原理、实现方法 以及在多个应用场景中的优势和特点，并通过具体案例分析该技术在现实应用中 的成功经验和教训。
数字波束形成-DBF
最小均方误差
SNR
Signal to Noise Ratio
信噪比
MVDR
Minimum Variance Distortionless Response
最小方差无畸变法
RLS
Recursive Least square
递归最小二乘
第1章绪论
1.1
信号是信息的载体与表现形式,信息蕴含在信号的某些特征之中。信号处理的目的就是提取、恢复和最大限度的利用包含在信号特征中的信息。信号处理技术早期的研究主要集中在一维信号处理中,并在一维信号处理与分析中取得了很多重要成果。随着信号处理技术的发展,人们将传感器布置在空间的不同位置而组成传感器阵列,用传感器阵列对空间信号进行接收和釆样,将信号处理技术从时域扩展到空域,开辟了空域阵列信号处理这一技术领域[9]。
关键词：数字波束形成、自适应波束形成、智能天线、最小均方误差、最大信噪比、最小方差
ABSTRACT
With the development of high-speed, ultra high-speed signal acquisition, transmissionand processing technology, digital array radar has became an important trend in thedevelopment of modern radar technology. Digital beamforming (DBF) technology usesadvanced digital signalprocessingtechnology to process the signal received by antenna array.It can improve the anti-jamming ability of radar systemgreatlyanditis one of the keytechnology。Itis the core of the smart antenna technology in wireless communicationtoo。
数字波束形成解模糊技术的研究与实现
．堕垒堡三堡奎耋堡圭兰堡丝塞由以上可知，当波束指向为阵列平面的法线方向时，方向图如图２．６所示：图２．６８元均匀圆天线阵列方向图本系统最终要嵌入母系统并实现功能，而母系统由于采用比幅一比相体制进行测向，所以阵元排列是以长、短基线为基础的复合阵元排列方式，即，阵元１、５、２；与阵元３、５、４分别构成垂直分布的长、短基线排列，具体如下图２．７所示：Ｉ／，套／④／厂、小ｆ＼。
／＼ｉ／＼‘／巡一／０／图２．７阵元平面排列根据前文所述的阵列流型将具体阵元排列的平面坐标带入（２．３）式即为哈尔滨工程大学硕士学位论文本系统的方向图函数。
阵元平面坐标如表２．１所示：表２．１阵元位置表、、避垂编号ｌ２坐标＼３４５６７８横坐标．１．０．１．０－５．０５．Ｏ－１．Ｏ５．１２．８４．３纵坐标５．Ｏ－５．０１．０１．Ｏ１．Ｏ・５．Ｉ４．２．３．Ｏ（单位：ｃｒａ）按照上述阵元排列以及阵列流型形成的方向图函数如图２．８所示：图２．８本系统天线阵列方向图２．１．２数字波束形成的特点“波束形成（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）”这个术语来源于早期的相控阵雷达，被设计用于形成锐方向性波束，以便在接收某一特定方向发出的信号的同时，衰减其它方向到来的信号。
“形成波束”听起来是讲发射能量，但实际上“波束形成”既可用于接收能量也可用于发射能量。
波束形成器：（８ｅａｍｆｏｒｍｅｒ）是与传感器阵列相连、可提供多种形式空域滤波的信号处理器。
传感器阵列收集空问电波信号的采样值，由波束形成器来式所示：，．＝ｒｏ＋口妒（３－９）式中，％是起始半径，口是螺旋增长率，≯是角度（弧度）。
但是不可能像非变频天线要求的那样按式（３．９）使其结构缩比到无限小。
因此，对高端频率有所限制。
但是，若用一根平衡馈线从平面螺旋中心馈电，那么馈电点附近，由大小相等方向相反的电流产生的辐射场在远区互相抵消，在螺旋的周长接近一个波长时有最大辐射。
并且，周长为五的圆环上的行波电流将辐射圆极化波，因此，在周长为一个波长附近的区域，形成平面螺旋的主要辐射区。
matlab的dbf数字波束形成算法
MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于科学和工程领域。
数字波束形成（DBF）算法是一种用于天线阵列信号处理的技术，它可以通过对接收到的信号进行加权和相位调控来实现信号的聚焦和定向。
在MATLAB中，有许多内置的工具和函数可以帮助工程师和科学家实现数字波束形成算法。
在本篇文章中，我们将深入探讨MATLAB中数字波束形成算法的实现。
我们将从基本的概念和原理开始讲解，逐步介绍MATLAB中的相关函数和工具，最后给出一个实际的案例分析。
1. 数字波束形成算法的基本原理数字波束形成算法是基于天线阵列的信号处理技术，它利用天线阵列的空间多样性来实现信号处理和定向。
其基本原理可以简单概括为以下几点：1.1. 天线阵列接收信号后，通过加权和相位调控来实现对信号的聚焦和定向。
1.2. 加权和相位调控可以通过控制天线阵列中每个天线的权重和相位来实现。
1.3. 数字波束形成算法可以实现对特定方向的信号增强，从而提高信噪比和接收性能。
了解了数字波束形成算法的基本原理，接下来我们将探讨MATLAB中的相关工具和函数，以及如何利用MATLAB实现数字波束形成算法。
2. MATLAB中的数字波束形成算法工具和函数MATLAB提供了丰富的工具和函数来支持数字波束形成算法的实现。
其中，信号处理工具箱和通信工具箱中包含了许多专门针对天线阵列和数字波束形成的函数和工具。
2.1. 在信号处理工具箱中，我们可以找到诸如beamform和phased 数组系统这样的函数和工具，它们可以帮助我们实现数字波束形成算法中的加权和相位调控。
2.2. 在通信工具箱中，我们可以找到诸如phased.Radiator和phased.SteeringVector这样的函数和工具，它们可以帮助我们模拟天线阵列的辐射和波束形成过程。
除了这些内置的函数和工具，MATLAB还提供了丰富的示例代码和文档，帮助工程师和科学家快速上手并实现数字波束形成算法。
数字波束形成解析
上式是典型的傅立叶变换公式。实际阵列输入信号x=s+n，阵列输出功率为：
P(φ) = |Y(φ)|2 = wHxxHw
E[P(φ)] = wHRxxw
这相当于利用周期图(periodogram)法对时间序列进行谱分析，因而可采用现有的谱
分析结论。
第4页/共15页
2021/3/24
等幅加权主瓣3dB波束宽度：
进一步假设信号来向Φr∈[0,π]，为保证波束指向为Φ0的方向图不出现栅 瓣，阵元间距应满足的条件(参考：丁鹭飞，雷达原理，3rd Ed., p213)：
d<λ/(1+|cosΦ0|) 或 d<λ/(1+|sinθ0|) 如取|θ0|≤45°、60°分别得d<0.59λ，d<0.53λ。
故相控阵天线为避免栅瓣常取阵元满足如下条件：
阵元m的加权系数，其中幅度加权am抑制旁瓣，相 位ψm=mψ用于补偿入射信号程差， M阵元数，入射 信号矢量的s元素s(m)=exp[jmψr]，ψ=2πdcosφ/λ， ψr=2πdcosφr/λ。
M
Y () [ame jm r ]e jm m1
阵元M
. . . .
阵元2 阵元1
1 r
海杂波 目标
偏离阵列法线方向时，阵列波束宽度将展宽。
典型地考虑波束正侧向指示即φ0=90°情形，此时∆fs=∆φ0。此时，等 幅加权的均匀线性阵(ULA)的3dB波束宽度为(阵元数为M，阵元间距为d)：
0.5
0.886
Md
0.5
则波束指向为Φ0的3dB波束宽度应为：
0.5s
0.5 sin 0
0.5 cos0
0.5s
空间频率 cosr 归一化天线口径x x
基于apes算法数字波束形成和doa估计方法
基于apes算法数字波束形成和doa估计方法引言概述：数字波束形成（Digital Beamforming）和方向性到达角（DOA）估计是无线通信和雷达系统中重要的信号处理技术。
本文将介绍基于APES（Amplitude and Phase Estimation）算法的数字波束形成和DOA估计方法。
正文内容：1. 数字波束形成1.1 波束形成概述：数字波束形成是一种通过合成阵列天线的输出信号，以增强特定方向的信号，抑制其他方向的干扰信号的技术。
1.2 APES算法原理：APES算法是一种高分辨率的波束形成方法，它通过最小化误差函数来实现波束形成，具有较好的抗干扰性能和较高的分辨率。
1.3 APES算法步骤：APES算法的步骤包括估计信号的自相关矩阵、计算自相关矩阵的逆矩阵、计算权重向量和合成输出信号。
2. DOA估计方法2.1 DOA估计概述：DOA估计是一种通过接收阵列天线的信号，确定信号来自的方向角的技术。
2.2 APES算法原理：APES算法可以用于DOA估计，它通过估计信号的相位差来确定信号的到达角度。
2.3 APES算法步骤：APES算法的DOA估计步骤包括估计信号的自相关矩阵、计算自相关矩阵的逆矩阵、计算权重向量和计算DOA角度。
3. 数字波束形成和DOA估计的性能分析3.1 分辨率：APES算法具有较高的分辨率，可以准确地估计信号的到达角度。
3.2 抗干扰性能：APES算法能够有效抑制干扰信号，提高系统的抗干扰能力。
3.3 计算复杂度：APES算法的计算复杂度较高，对硬件资源要求较高。
4. 数字波束形成和DOA估计的应用领域4.1 无线通信系统：数字波束形成和DOA估计可以提高无线通信系统的信号质量和系统容量。
4.2 雷达系统：数字波束形成和DOA估计可以提高雷达系统的目标检测和跟踪能力。
4.3 无线传感网络：数字波束形成和DOA估计可以提高无线传感网络的能量效率和传输可靠性。
5. 发展趋势和挑战5.1 多信号源估计：未来的研究方向是利用APES算法进行多信号源的波束形成和DOA估计。
基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现
基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现
李凯;张杰
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2006(033)011
【摘要】介绍了一种利用多DSP实现基于直线阵列的数字多波束形成方案,通过对直线阵列的特征和数字多波束形成原理的阐述,并结合TI公司TMS320F206硬件的特点利用单波束准实时叠加的方法实现了数字多波束形成的信号处理目的,实验结果表明,采用此种方法多波束形成速度快,扩展性能好.
【总页数】4页(P45-47,52)
【作者】李凯;张杰
【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.多波束宽带恒定束宽波束形成器的DSP实现 [J], 王英哲;杨益新;张忠兵
2.阵列多波束三坐标雷达的数字波束形成及信号处理技术研究 [J], 纪彦星;宋虎;刘军华;陈建军
3.基于多DSP的自适应数字多波束形成的并行算法及其实现 [J], 李彦;王秀坛
4.基于ADSP-21060芯片的多波束形成方法-时域实现与频域模拟 [J], 姜维;孙长瑜;李启虎
5.基于改进差分进化算法的时间调制阵列多波束优化形成 [J], 孙立娟; 张贞凯; 刘新星
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
【慕课】数字波束形成技术-相控阵专题讲座之五
【慕课】数字波束形成技术-相控阵专题讲座之五假设接收天线为N阵元均匀直线阵，目标的来波方向为θ，第k 个波束指向为θk，相邻阵元间距为d，信号波长为λ，且各阵元都是各向同性的，对K阵元的加权分别为WK，...,Wnk，信号是窄带信号。
数字多波束形成器就是一个乘加器。
天线的方图不是唯一的，根据要求，相同的数据可以用不同方法加权(改变权因子)，以便形成不同形式的波束、和任意多的波束。
通过数字波束合成后输出的信号(如信号确实投射在该波束内)可以大幅度的提高信号的SNR。
最后得到的复输出信号直接送入后续处理单元。
多旁瓣对消是一种最早的基于统计最优设计的波束形成器，有两部分组成，主通道是高增益方向性的天线，其主瓣指向期望信号的方向，并假设干扰信号只能从主通道旁瓣进入。
辅助天线为一天线阵列，其目的是选择权矢量使得它对干扰信号的响应与主通道进来的干扰信号相对消。
基于参考信号的自适应DBF,权矢量选择的准则是阵列输出信号与参考信号之间的均方误差最小化，这就是自适应LMS滤波算法的基本思想。
线性约束最小方程LCMV，也叫最小方差无失真响应自使用波束形成器。
简单说就是对权矢量加以线性约束条件，以便有效的控制波束响应，使得从感兴趣方向来的信号能以特定的增益与相位通过，从而使输出信号的总能量最大或者方差达到最小。
1.信噪比准则是指选择加权实例使整个阵输出信噪比最大。
是基于期望信号的功率与噪声功率之比最大的准则。
2.最小均方误差准则就是使阵列输出F与参考信号之间的均方误差最小，所对应的权矢量。
3.似然比性能准则是在所需信号波形完全未知时，所需信号可以认为是一个待估计的时间函数，所需最大似然比估计器的噪声为多维高斯分布，以所需信号似然函数最大为准则条件下所得到的最优权矢量。
4.噪声方差准则是在所学信号机器方向都已知是，使输出噪声方差最小条件下，求得的最优权矢量。
1.数字波束形成在在所谓数字域实现对天线幅相加权的控制，而传统的波束形成是在模拟域，依靠移相器、衰减器、波束形成网络等模拟器件实现对相位的控制和调整2.数字波束形成方法实质上式一种在视频实现的多波束形成方法，而传统的多波束形成方法是在高频或者中频实现的，都是用硬件实现的模拟方法。
10 数字波束形成解析
等幅加权主瓣3dB波束宽度：
0.5 0.886 (Md )
式中λ雷达波长，d阵元间距， M阵元数
空域滤波
M
非等幅加权可抑制旁瓣， 但主瓣展宽
2018/10/6
哈尔滨工业大学电子工程系
6
数字波束形成DBF (Digital BeamForming)原理
数字波束形成
2018/10/6
哈尔滨工业大学电子工程系
. . . .
阵元2
阵元1
1 r
海杂波 目标
Y ( ) [am e jm r ]e jm
m 1
M
上式是典型的傅立叶变换公式。实际阵列输入信号x=s+n，阵列输出功率为： P(φ) = |Y(φ)|2 = wHxxHw E[P(φ)] = wHRxxw 这相当于利用周期图(periodogram)法对时间序列进行谱分析，因而可采用现有的谱 分析结论。
等间距线性阵列模型
等间距线性阵列示意图如右图所示， 阵列由M个相同阵元组成，所有阵元排列在
一条直线上，相互间距均为d。则对于远场
目标，其回波将以平面波形式入射到阵列上， 阵列输出的信号矢量将是该回波场的空域采样。 在窄带信号条件下，由于对同一远场目标 回波，相邻阵元间存在线性路程差关系，因此 等间距线阵输出信号矢量幅度相同，仅存在线性 相位差，即入射信号矢量的元素（第m个阵元
阵列信号采样的空时等价性
将空域阵列对单目标回波的采样序列amexp[jmψr]=amexp[j2π(cosφr)(md/λ)]与时 域单频信号的采样序列形式snexp[j2πfsn∆t]相比较，得到如下空时对偶特性：
空域单目标回波 采样序列 信号频率 连续变量 采样间隔 采样点数 采样序号
大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术
大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术
李军;龚耀寰
【期刊名称】《信号处理》
【年(卷),期】2005(021)004
【摘要】自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术.为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力.除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平.本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能.
【总页数】5页(P397-401)
【作者】李军;龚耀寰
【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都,610054;电子科技大学电子工程学院,四川成都,610054
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于最坏情况下的稳健波束形成自适应方向图副瓣控制方法 [J], 戴凌燕;李荣锋;王永良;鲍拯
2.基于约束最小冗余线阵的自适应数字波束形成理论分析 [J], 叶中付;叶凤芹
3.自适应数字波束形成在大型面阵中的应用 [J], 王建强;黄金杰
4.一种基于数字波束形成的副瓣对消新技术 [J], 尹以新;何明浩
5.基于平面天线阵列的数字波束形成技术研究 [J], 杨高雄;宫新保
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
舰 船 电 子 对 抗
Ｓ Ｉ ＢＯＡＲＤ Ｈ Ｐ ＥＬＥ ＣＴＲＯＮＩ ＣＯＵ ＮＴＥ Ｃ ＲＭ ＥＡＳ ＵＲＥ
Ｆｅ ． Ｏ１ ｂ２ Ｏ
Ｖｏ ｜ ３ Ｎｏ １ ｌ３ ．
线 阵 数 字 波 束 形 成 技 术
闫秋 飞 ， 国平 徐 朝 阳。 范 ，
ｍ ｉ ｆｅ ｔ ｎｇ ｅ ｆ ｃ ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｄ ｐ ｉ ｅ ｂｅ ｍ ｏ ｍｉ ｙ ｗｏ ｄ ａ ａ ｔｖ ａ ｆ ｒ ｎｇ； ｕｌ； ａ ｎ ｌｌ ａ ｉ ｎ ｌ ｄｉｇｏ ａ ｏ ｄ ｎｇ；ｏｗ ｉ ｏｂ ｌ ｓｄｅ ｌ ｅ
０
—
一 பைடு நூலகம்
副瓣 效果 和硬 件 复杂度 。 幅度 加权 就是 在不 同的阵 因子上 乘 以不 同的系 数， 这种加 权 方式 实 际 上 是对 不 同 的阵 元 加上 不 同 的 电流激 励 ， 如果 阵元 数 目较 大 ， 在工 程实 现上就 要 求有 比较 复杂 的馈 电系 统 ， 且 由于 使用 了功 率 衰 并
ＹＡＮ ｕ ｆｉ ＦＡＮ ｏｐ ｎ 。 ＸＵ ａ — ａ ｇ Ｑｉ－ｅ ， Ｇｕ — ｉｇ ， Ｃｈ ｏ ｙ ｎ
（ ． ｉｎ ｓ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｚ ｅ ａ ｇ ２ ２ ０ Ｃｈｎ ； １ Ｊａ ｇ ｕＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ￣ｉｎ １ ０ ３， ｉａ ｙ
ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｐｈ ｓ — ｎｌ ｅ ｇ ｉ ｅ ｈ ｉ ｅ ｌ ｂｅ ｂｙ ｔ ａ ｅ ｏ ｙ ｗ ｉ ｈｔｎｇ ｍ ｔ ｏｄ， ｎｄ ｐ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓｍ ｕｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｔ ｎ Ｏｉ ｔ ｅ ｂａ ｅ ａ ｒ ｓ ｎｔ ｈ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ， ｈｅ ｌ ｈ ｓ ｏ ｔ ｐｅ ｆ ｒ ｓ ｔ ｄ ｐ ｉ ｅ ｄ ｇｉａ ｅ ｍ ｏ ｍ ｉ ｆｉ ， ｒ ｏ ｍ ｈｅ ａ ａ ｔｖ ｉ ｔ ｌｂ ａ ｆ ｒ ｎｇ． Ｔｈｅ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｅ ｕｌ ｎ ｃ ｔ ｓ ｔ ａ ｈｅ ｃ ｍ ｂｉ — ｉ ｌ ｔｏｎ ｒ ｓ ｔｉ ｄｉａ ｅ ｈ ｔｔ ｏ ｎａ
ｅ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｌｚ ｔｏ ｆｔ ｅ ｍｅ ｈｏ ｉ ｈａ ｅ ｏ ｙ ｗｅｇｈ ｉ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｓｄｅ ｌ ｂｅ ｉ ａ ｙ， ｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｒ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｔ ｄ ｕｓｎｇ ｐ ｓ — ｎｌ ｉ ｔｎｇ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｉ ｏ ｓ ｅ ｓ ｉ ａ ｅ ｒ ａ ｉｅ ｏｎ ｒ ｌｉ ｇ ｔ ｅ ｐｈ ｓ ｓ ｆｅ ．Ｔｈｉ ａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｈｅ ｍ ｅ ｈ ｄ ｔ ｃ ｅ ｓ ｈ ｔｃ ｎ ｂ ｅ ｌ ｄ ｂｙ ｃ ｔ ｏ ｌｎ ｈ ａ ｅ ｈｉｔ ｒ ｚ ｓ ｐ ｐｅ ｔ ｄｉ ｓ ｔ ｔ ｏ ｏ ｄｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ
Ｔｈｅ ｃ ｍ ｏｎ ｌ ｗ ｉ ｏｂ ｅ ｈ ｓｉ ｌ ｄ ｈ ｍ ｐｌｔ ｄｅｗ ｅｇｈｔｎｇ ａ ｈａ ｅ ｏ ｙ ｗ ｅｇｈ ｉ ｇ． ｈ ｏｍ ｏ ｓｄｅｌ ｅ ｍ ｔ ｏｄ ｎｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ａ ｉｕ ｉ ｉ ｎｄ ｐ ｓ — ｎｌ ｉ ｔｎ Ｔ ｅ
唯 相 位 降 副瓣 的 方 法 ， 给 出 了仿 真 结 果 ， 并 然后 在 此 基 础 上 进 行 了 自适 应 数 字 波 束 形 成 。仿 真 结 果 表 明低 副 瓣 和 自
适应数字波束形成相结合可以达到很好的抗干扰效果 。
关键 词 ： 自适应波束形成 ； 零陷 ； 对角加载 ； 低副瓣
’
２． ｈ ３ ｎ ｔｔ ｔ Ｔ ｅ ７２ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｏｆＣＳＩ ， ｎｇ ｈｏ ２５ ０１， Ｃ Ｙａ ｚ ｕ ２ ０ Ｃｈｉ ） ｎａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｗ ｉｅｌｂ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｕ ｕ ｌｙｕ ｅ Ｏｏ ｅ ｃ ｍｅｔ ｅｉｆｕ ｎ ｅ ｆ ａ ｓｒ ｃ ： ｅｌ ｓｄ ｅｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｓ ａｌ ｓ ｄ ｔ ｖ ｒｏ ｈ ｎ ｌ ｅ ｃ ｓｏ ｍｍｉ ｇｏ ｈ ｏ ｏ ｊ ｎ ｎ ｔ ｅ ｒｃ ｉｅ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｂ ｆｒ ｈ ｄ ｐ ｉｅｄｇ ｔ ｌ ｅ ｍ ｏ ｍｉｇ ｉ ｕ ｅ ｏ ａ ｔ ｇ ｎ ｚ ｈ ａ ｅ ｅｖ ｒｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｅｏ ｅｔ ｅａ ａ ｔ ｉｉ ａ ｆｒ ｎ ｓ ｓ ｄ ｔ ｎ ａ ｏ ｉｅ ｔ ｅｊｍｍｉｇ ｖ ａ ｂ ｎ．
（ ． 苏 科 技 大 学 ， 江 ２ ２０ ；。 舶 重 工 集 团 公 司 ７ ３所 ， 州 ２５ ０ ） １江 镇 １０ ３ ２ 船 ２ 扬 ２ ０ １
摘 要 ： 自适应数字波束形成应用于抗干扰之前通常采用低副瓣技术克服干扰对接 收机性 能的影 响 ， 在 常用 的低副瓣
方 法 有 幅 度加 权 和 唯相 位加 权 。 唯相 位 加 权 降 副 瓣 方 法 的 工 程 实 现 比 较 容 易 ， 过 控 制 移 相 器 即 可 实 现 。研 究 了 通
中图分类 号 ：Ｎ ７． Ｔ ９３３
文献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： Ｎ ２１１（０００—０５ ４ Ｃ ３—４３２１）１ ０— ０ ０
Ｌｉ ａ ｒ ｙ Ｄｉ ｉａ ａ ｒ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎｅ ｒ Ａｒ ａ ｇ ｔ ｌＢｅ ｍ Ｆｏ ｍ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ
ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｈ ｏ ｓｄ ｏ ｅａ ｄ ｔ ｅａ ａ ｔｖ ｉｉ ｌｂ ａ ｆｒ ｎ ａ ｃ ｉｖ ｅ ｆｃ ｎ ｉ ａ ｉ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅｌｗ ｉｅ ｌｂ ｎ ｈ ｄ ｐ ｉｅｄｇ ｔ ｅ ｍ ｏ ｍｉｇ ｃ ｎ ａ ｈｅ ｅｐ ｒｅ ｔａ ｔ ｊｍ— ｏ ａ －