迭代优化最小化唯相位波束形成

来源：电子与信息学报杂志2017年第3期北京时间：

作者：吴凯, 苏涛, 李强

摘要：为了增强唯相位波束形成(Phase-Only Beamforming, POB)的干扰和噪声抑制性能，提高非凸POB权值求解的实时性，该文设计了迭代优化最小化(Iterative Majorization Minimization, IMM)唯相位最小方差无失真响应波束形成器(Minimum Variance Distortion-less Response Beamformer, MVDRB)。将无失真响应约束转化成最大化期望方向阵列响应，推导了二次型目标函数的上界，得到IMM-POB优化模型，并进一步推导出每次迭代的闭式最优解。仿真分析表明所设计的IMM-POB：在相同输入信噪比下，可获得高于现有迭代算法和最优MVDRB的信干噪比改善；干扰抑制性能几乎完全逼近最优MVDRB，且具有更优的噪声抑制性；受快拍数影响较小；闭式最优权仅包含单次矩阵和向量乘法，使算法具有较强的实时性，可应用于大规模阵列。

关键词：大规模阵列, 波束形成, 唯相位, 最小方差无失真响应, 优化最小化

基金资助：国家自然科学基金(51405364, 51305323)