約束同時擾動隨機逼近的魯棒自適應(yīng)波束形成.pdf

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1、第２０卷第９期電光與控制Ｖｏｌ．２０　Ｎｏ．９２０１３年９月ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＯｐｔｉｃｓ＆ＣｏｎｔｒｏｌＳｅｐ．２０１３doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６３７Ｘ．２０１３．０９．０１６約束同時擾動隨機逼近的魯棒自適應(yīng)波束形成１，２１１１金偉，　賈維敏，　張峰干，　姚敏立（１．第二炮兵工程大學，西安?。罚保埃埃玻?；　２．中國人民解放軍９６２６５部隊，河南南陽　４７３１３９）摘要：為有效克服導向矢量失配誤差對自適應(yīng)波束形成器的影響，提出了一種基于約束同時擾動隨機逼近算法的魯棒自適應(yīng)波束形成算法。該算法對波束形成器的幅度響應(yīng)進

2、行約束，運用約束同時擾動隨機逼近算法對權(quán)矢量進行優(yōu)化，算法只需要對陣列輸出功率進行測量，無需知道接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，可適用于低成本的單通道接收系統(tǒng)。此外，該算法能很好地處理非凸的優(yōu)化問題，無需將其轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題，能夠自由控制魯棒響應(yīng)區(qū)的波束寬度和紋波水平，理論上可適用于任意陣型。仿真結(jié)果驗證了算法的正確性和有效性。關(guān)鍵詞：自適應(yīng)波束形成；魯棒；約束；同時擾動隨機逼近；凸優(yōu)化中圖分類號：Ｖ２７１．４；ＴＮ９１１．７　　　文獻標志碼：Ａ文章編號：１６７１－６３７Ｘ（２０１３）０９－００７４－０５RobustAdaptiveBeamforming

3、BasedonConstrainedSimultaneousPerturbationStochasticApproximation１，２１１１ＪＩＮＷｅｉ，　ＪＩＡＷｅｉｍｉｎ，?。冢龋粒危牵疲澹睿纾纾幔?，?。伲粒希停椋睿欤椋ǎ保裕瑁澹樱澹悖铮睿洌粒颍簦椋欤欤澹颍牛睿纾椋睿澹澹颍椋睿纾眨睿椋觯澹颍螅椋簦ǎ兀榇荩幔睿罚保埃埃玻党ǎ茫瑁椋睿?；?。玻危铮梗叮玻叮担眨睿椋簦铮妫校蹋脸ǎ危幔睿幔睿纾矗罚常保常钩ǎ茫瑁椋睿幔〢bstract：Ｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｖｅｃｔｏｒｍｉ

4、ｓｍａｔｃｈｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ敞ａｒｏｂｕｓｔａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓｔｏｃｈａｓｔｉｃａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ（ＳＰＳＡ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｒｅｓｐｏｎｓｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ敞ａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄＳＰＳＡａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｗ

5、ｅｉｇｈｔｖｅｃｔｏｒ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈｊｕｓｔｎｅｅｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａ敞ａｎｄｄｏｅｓｎｏｔｎｅｅｄｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｃｏｖａｒｉａｎｃｅｍａｔｒｉｘ敞ｓｏｉｔｉｓｖｅｒｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｌｏｗｃｏｓｔｓｉｎｇｌｅ-ｃｈａｎｎｅｌｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ敞ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈｉｓａｂｌｅｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｎｏｎ-ｃｏｎｖｅｘｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ敞ａｎｄｄｏｅｓｎｏｔ

6、ｃｏｎｖｅｒｔｉｔｔｏａｃｏｎｖｅｘｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｉｔｉｓａｌｓｏａｂｌｅｔｏｆｌｅｘｉｂｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｒｏｂｕｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｒｅｇｉｏｎｂｅａｍｗｉｄｔｈａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｒｉｐｐｌｅｆｏｒａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙｓｗｉｔｈａｒｂｉｔｒａｒｙｇｅｏｍｅｔｒｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈ．Keywords：ａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ；ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ；ｃｏ

7、ｎｓｔｒａｉｎｔ；ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓｔｏｃｈａｓｔｉｃａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ；ｃｏｎｖｅｘｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［２］適應(yīng)波束形成器的魯棒性成為近年來的研究熱點。0引言針對Ｃａｐｏｎ波束形成器這一典型的自適應(yīng)波束形［３］［２，４－１０］自適應(yīng)波束形成可增強期望信號，并對噪聲和干成器，學者們陸續(xù)提出了一系列魯棒算法。擾信號進行有效抑制，在雷達、聲納、射電天文、地震基于不確定集理論發(fā)展起來的魯棒自適應(yīng)波束形成算［１］學、通信和醫(yī)療成像等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，法具有清晰的理論架構(gòu)，是目前公認的較為有效的魯自

8、適應(yīng)波束形成器對陣列導向矢量的失配誤差和低快［４－５］棒算法，后續(xù)許多算法都是對這類算法的改進和拍數(shù)帶來的接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣估計誤差比較敏感，［６－７］再創(chuàng)新。由于