摘要：为满足潜艇等水下航行器宽带自适应波束形成算法的更高实时性要求,在经典的mvdr(Minimum Variance Distortionless Response)时域解析信号模型的基础上,设计一种基于SRM(Spiked Random Matrix)的协方差逆运算的快速估计算法。首先对宽带信号进行时域解析信号的构造,依据基于随机矩阵理论,然后通过对快拍信号的协方差矩阵的特征值进行调整和处理,实现精确的协方差矩阵的逆运算估计,避免了传统的复杂求逆运算,尤其适合多传感器和快拍样本受限的环境。仿真实验和海试数据证明,提出的算法波束指向性能更优,信号处理复杂度更低,随着阵元间距数的增加,性能获得明显的提升。

摘要：降低舰船噪声,首先要找到其主要噪声源,然后采取有针对性的减振降噪措施。针对现有基于近场聚焦波束形成等噪声源近场定位方法的不足,介绍了基于幅度补偿的mvdr(minimum variance distortionless response)近场聚焦波束形成噪声源近场定位识别方法。该方法在mvdr算法的基础上引入幅度补偿,可以有效估计噪声源的相对强度;可以提高基阵在低频段的空间分辨率,在高频段能进一步抑制空间混叠;同时还可以进一步抑制背景噪声,因此该方法能够给出系统噪声源的空间位置分布及能量分布,从而准确找到系统中主要噪声源,采取有针对性的减振降噪措施。计算机仿真及湖试实验数据处理结果验证了该方法的有效性,具有一定的工程应用价值。

摘要：传统的MIMO雷达的发射阵列通常进行全向发射,而感兴趣的目标往往集中在较小的空域范围内,全向发射就造成了大量的功率浪费,从而导致波束形成器的输出信干噪比降低,针对这一不足,提出了一种基于发射波束域预处理的MIMO雷达mvdr波束形成算法。该算法首先利用二阶锥规划设计出波束域矩阵,通过发射波束域预处理使发射功率聚集在感兴趣的区域,同时保持预处理后的导向矢量的旋转不变性,然后利用mvdr算法进行自适应波束形成。仿真结果表明:波束域预处理提高了发射功率的利用率,因此,在发射功率相同的条件下,基于发射波束域预处理的MIMO雷达mvdr波束形成器具有更高的输出信干噪比。

摘要：设计8阵元声发射(acoustic emission,AE)均匀圆阵传感器系统,针对大型混凝土板内部缺陷(声发射源)进行检测,并在此传感器系统基础上,分别用常规波束形成法(conventional beam forming,CBF)和最小方差无畸变响应法(mini-mum variance distortionless response,mvdr)对混凝土板内部AE源进行测向仿真分析,mvdr算法比CBF算法有较高的角分辨率。在混凝土甲板上(3 m×3 m)进行实验,结果表明CBF算法测向出现混淆现象,不能确定AE信号的入射方向,而mvdr算法较好地辨别出AE信号的入射方向,但与模拟AE信号源方位相差2°左右。

摘要：针对mvdr波束形成算法的高效GPU并行实现问题,在探讨了mvdr算法原理、数值算法及计算热点的基础上,结合GPU体系架构和CUDA程序设计,对mvdr算法中计算量最大的方位谱求解等部分进行CUDA并行化设计与实现,给出了并行算法的任务线程划分、存储映射策略,设计实现了GPU与CPU协同计算。并将GPU-mvdr并行程序与CPU-mvdr并行程序、串行程序进行对比。结果表明:GPU-mvdr并行算法在阵元数目和频点数目较大的情况下,能极大减少计算时间,提高效率。

摘要：针对 mvdr算法中矩阵求逆运算量大、耗时长，提出一种基于迭代优化的坐标下降法。该算法将逆矩阵求逆转化为线性方程组的最优解，以迭代的方式代替传统的矩阵运算。同时采用 FPGA 的 SoC 设计方式，在处理器上搜索谱峰，并通过专门的硬件实现迭代优化算法，以加速求逆运算。仿真结果和硬件测试表明，计算结果与实际结果的误差很小，基于SoC的设计能有效地搜索出谱峰。

摘要：详细分析了GPS/INS紧耦合模型的结构和数学模型,给出了相应的EKF算法。分析了单级mvdr(Minimun Variance Distortionless Response)波束形成技术的缺陷,建立了多级mvdr波束形成技术的设计模型。在此基础上,给出了基于GPS/INS与天线阵列相结合的导航系统抗干扰设计模型。最后对该系统的输出载波噪声比和位置误差进行了仿真分析,结果表明,单级波束形成技术由于受到自由度的限制,在多干扰存在情况下产生较大的距离误差,而多级波束形成技术可以有效抑制多干扰信号存在的影响,保证导航系统的可靠工作。

摘要：宽带恒定束宽波束形成可实现宽带信号带宽内波束图主瓣宽度恒定,在传统的抽头线延迟阵列中,恒定束宽波束形成可设计为凸优化的方法,该方法可扩展到阵列延迟线阵列宽带波束形成,文中提出一种可用于最差环境中导向向量失配条件下,基于SRV约束的恒定束宽波束形成方法,Matlab仿真实验表明了算法的正确性和有效性。