抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束优化设计

文章研究了水听器阵稳健的波束优化方法。分析了阵列流形误差对波束形成器性能的影响,设计了两种抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成方法:L1范数准则法(L1方法)和L2范数准则法(L2方法)。在不同阵元位置误差的情况下,对这两种方法进行了仿真分析。对比理想最低旁瓣(SCOP)波束优化设计方法,L1方法和L2方法具有较好的稳健性,验证了抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成方法的正确性和可行性。

稳健的波束优化设计及FPGA实现

在分析二阶锥规划(Second-Order Cone Programming,SOCP)算法的基础上,设计了声呐阵列并采用SOCP方法对其波束图进行了优化;根据SOCP的波束优化设计方法,设计了基于FPGA的16元均匀圆阵的波束形成器。目的在于提高波束优化设计的稳健性以及信号处理系统的运算实时性、运算精度等。对FPGA波束形成器的仿真性能进行了分析,主要分析了以下两个方面:首先分析了当权值位数不同时对波束形成器输出的影响,其次分析了波束优化设计方法的抗阵列流形误差的性能。仿真设计结果和实验表明本文方法的有效性。二阶锥波束优化设计的波束图有着良好的稳健性,采用12位权值的FPGA波束形成器,抗阵元位置误差性能也比较好。