基于线性约束最小方差对角加载的稳健频率不变波束形成算法

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2016年第1期北京时间：

作者：郭业才

单位：郭业才,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044;南京信息工程大学 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044,何川,南京信息工程大学 大气物理学院, 南京, 210044,陈小燕,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044,张铭,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044,王丽华,南京信息工程大学 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044

摘要：针对实际环境中因麦克风阵列失配误差导致宽带波束形成器性能下降的问题,提出基于线性约束最小方差对角加载的稳健频率不变波束形成算法.该算法首先在线性约束最小方差准则的基础上,结合空间响应偏差函数,并对波束形成器权矢量的二范数施加不等式约束,再通过拉格朗日乘子法和凸优化工具箱CVX(ConVeX)分别在不等约束条件下求得权矢量的解析解和全局最佳解,以有效解决麦克风的增益、相位和位置等的不确定性造成的失配误差问题,提高频率不变波束器的稳健性.仿真结果表明:采用拉格朗日乘子法求解该算法的最优权矢量所得到的波束形成器对失配误差最不敏感,性能最稳健.

关键词：麦克风阵列;线性约束方差;凸优化;频率不变波束形成;对角加载

基金资助：江苏省高校自然科学基金(13KJA510001);高校科研成果产业化推进项目(JHB2012-9);国家自然科学基金(51405241,61371131,11504176)