基于矢量传感器阵列的宽带恒定束宽波束形成的研究

随着阵列信号处理技术的发展,由于所处环境变化得更为恶劣,使得对信号处理的能力提出了新的要求和新的挑战。和普通阵列相比,矢量传感器阵列的使用使得阵列信号处理的能力得到大大提升,本文主要介绍了矢量传感器在水声通信、雷达通信的应用,给出了基于声矢量传感器阵列和电磁矢量传感器阵列的接收数学模型。波束形成技术是阵列信号处理的一个重要的应用,利用空域滤波的技术,可以对来自不同方位的信号进行接收,基于方位信息从而抑制干扰,提取有用信号。在阵列信号处理技术应用的早期,主要针对的是窄带的信号,但随着应用的范围越来越广,尤其是对地震信号、语音信号以及声纳信号的处理,这些信号都是宽带信号,远比窄带信号包含更为丰富的目标信息,因而对宽带信号的波束形成又提出了近一步的要求。对宽带的波束形成,由于频率是在一定范围的,不同于窄带信号(具有固定的中心频率),如不加约束,输出的信号则会产生失真。约束的具体的方法主要有:恒定束宽波束形成和基于频率不变响应的波束形成。本文主要针对矢量传感器的恒定束宽的波束形成进行展开研究。另一方面,随着自适应技术的不断发展,自适应波束形成技术成为阵列信号处理的发展趋势。它可以根据环境的变化而进行不断调节,实时定位目标信息。目前自适应技术主要应用在时域的宽带波束形中,而对自适应的恒定束宽的波束形成的研究却很少有报道,基于此本文提出了恒定束宽的自适应方法,并且给出了基于自适应算法的具体表达式以及实现步骤。