第四章 部分自适应阵列处理技术分析

百度文库 2、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 w1 w2 wK wN w 有几个干扰复 w
01 02
1
2
K
N
用几个阵元进 行自适应处理 相消
mt
图3.4
yt
12
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选取的阵元数
自由度 运算量 收敛性
全部 大 慢
部分 小 快
使用性好（与理论极限 性能相比有损失）
2
性能
潜在性能高
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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：
1. chapman,IEEE,Trans AP-24,1979,P685~696 变换降维 2. Morgan,Partially Adaptive Array Techniques IEEE,Trans,AP-26,1978,P823~833多重旁瓣对消 器（MSC） 3. Gabriel, Using Spectral Estimation Techniques in Adaptive Processing Antenna Systems.IEEE,AP34,1986,No.3,P291~300 自适应方法
以等距线阵为例(间距为 2 )。
1 2 3
N元阵经过butler波束形成得到N个波束。如图3.5
N

Butler矩阵
2 3
1

图3.5
3
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4. Adams, Adaptive Main-Beam Nulling for NarrowBeam Antenna Arrays.IEEE,AES-16,1980,P509~516
用几个指向目标临近方向的波束进行对消
5. VanVeenB.D,Partially Adaptive Beamformer Design Via Output Power Minimization 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）
M >1多旁瓣相消器
M=1 单旁瓣相消器
当 M N , 全自适应 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。
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来波方向 0 30 ，干扰方向 1 0 和2 60
1
(T R X T )1T a 0
H H
在变换域 Y 用 W T ,opt 进行最优波束形成，实际上 是对 X 进行波束形成，即：
d t W T ,opt Y t W T ,opt T X t
H H H
TW T ,opt X t
H
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§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
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1. Gabriel方法：分两步：首先估计干扰方向（粗 略）。 再选取指向干扰方向的若干波束。 2. Adams方法：在目标邻近方向选取若干波束。
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新阵列方向图
子阵方向图
图3.2
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子阵均匀划分法，来波方向为 0 0o
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2) 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3.3
1 2 3 4 5 6 33

1
2
3 图3.3

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W TW T ,opt R X a 0 W opt
1
此时在变换域处理的结果与变换域前一样，但这 时需要 M N ，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。
H H H RY E Y t Y t E T X t X t T
T RX T
5
H
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变换后的导向矢量为：aT 0 T a 0 由最优波束形成原理，变换域的最优权为：
H
W T ,opt RY aT 0
4
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§4.2阵元空间(element space)部分 自适应处理
1. Chapman方法：子阵级
对阵列数据 X 用降维矩阵作变换：
Y M 1 T X N1
变换后的自适应处理：
H
其中T NM , M N
1 X
变换前的自适应： W opt R a 0
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几种改进方法：
1) 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 (d )
2
1 2 3 4 5 29 30 31 32 33
d

2d
1 2 图3.1 15
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2d
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W X t
H
其中： W TW T ,opt
6
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T N M , M N ,此时 T 不可逆，在变换域处 一般地， 理的性能不如变换前处理的结果（有性能损失）； 1 特殊地，当 T 可逆时： W T ,opt T R X a 0
1
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 degree of freedom）.
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）。
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比较：
方式
指标
全自适应
部分自适应