一種基于壓縮感知的均勻線陣頻率不變波束優化方法

作者：李俊瀟,何培宇,崔敖,廖峰乙,徐自勵

摘要：頻率不變波束形成技術屬于恒定束寬波束形成,能解決寬帶信號中不同頻率分量對應的波束響應不一致問題。針對現有的一類以均勻線陣為模型將恒定主瓣寬度作為約束條件的頻率不變波束形成方法,當陣元個數確定后,形成的波束主瓣寬度和旁瓣水平往往達不到實際需求,借助壓縮感知理論和陣列虛擬擴展的思想,提出一種改善波束性能的新方法。提出的方法以均勻線陣為模型,利用陣列虛擬擴展增大陣列的孔徑,引入壓縮感知理論(compressed sensing,CS)進行信號預處理,并利用二階錐規劃(second order cone programming,SOCP)進行頻率不變波束形成。由于壓縮感知的恢復算法可以對壓縮采樣矩陣采集的信號進行精確重構,從而達到以更少的陣元獲得相同的波束形成器性能。換言之,在相同的陣元個數條件下,通過陣列虛擬擴展增大了陣列的孔徑,提出的方法比基于SOCP的頻率不變波束形成方法有更窄的主瓣寬度和更低的旁瓣水平,仿真結果也表明了該方法的有效性,在相關工程實踐中具有一定的參考價值。

發文機構：四川大學電子信息學院 中國民用航空局第二研究所

關鍵詞：頻率不變波束形成均勻線陣壓縮感知主瓣寬度二階錐規劃波束形成器虛擬擴展寬帶信號

分類號： TN91[電子電信—通信與信息系統][電子電信—信息與通信工程]