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基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法

郭业才 张宁 吴礼福 孙心宇

基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法

郭业才, 张宁, 吴礼福, 孙心宇
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-19
  • 修回日期:  2015-03-27
  • 刊出日期:  2015-09-05

基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法

  • 1. 南京信息工程大学, 江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 南京 210044;
  • 2. 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044
  • 通信作者: 郭业才, guo-yecai@163.com
    基金项目: 

    全国优秀博士论文作者专项资金(批准号: 200753)、江苏省高校自然科学基金重大项目(批准号: 13KJA510001)、高校科研成果产业化推进项目(批准号: JHB2012-9)、江苏省高校“信息与通信工程”优势学科建设工程项目、江苏省六大人才高峰项目(批准号: 2008026)和江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(批准号: SJZZ_0110, SJZZ_0111)资助的课题.

摘要: 为了解决麦克风阵列通道失配时波束形成算法的稳健性问题, 提出一种基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法. 该算法在分析无通道失配和通道失配时阵列模型特点基础上, 深入研究了通道失配时约束最小二乘频率不变波束形成算法存在的问题及其产生的原因; 将麦克风特性的概率密度函数作为稳健因子加入到约束最小二乘频率不变波束形成算法后, 其频率不变性的稳健性得到了一定的提高, 但稳健性仍较差. 为了进一步提高约束最小二乘法频率不变波束形成算法的稳键性, 通过定义代价函数中控制频率不变性的动态加权系数来调节旁瓣频谱能量, 大大提高了频率不变波束形成算法的稳键性, 将频率不变的频带范围内同一到达角度上不同频率所形成的阵列响应的最大值与最小值之比定义为波动误差, 并作为比较本文算法与约束最小二乘稳健波束形成算法和minmax稳健波束形成算法在通道失配时频率不变性稳键性的评价指标. 算法实例验证结果表明, 在麦克风阵列通道失配时, 本文算法的波动误差最小、频率不变波束形成稳健性最好, 而且适用于任意结构的阵列.

English Abstract

参考文献 (15)

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