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第1章 绪论1

1.1阵列信号处理应用范围1

1.2研究历史与现状2

1.2.1阵增益与稳健性3

1.2.2波束图优化设计5

1.2.3恒定主瓣响应波束设计8

1.2.4波束形成器的实现9

1.2.5模态阵列信号处理12

1.2.6目标方位估计15

1.2.7二阶锥规划求解方法16

1.3本书的结构16

第2章 阵列信号处理数学模型18

2.1引言18

2.2数学模型19

2.2.1基阵19

2.2.2信号模型20

2.2.3噪声场模型24

2.2.4基阵接收数据模型26

2.2.5快拍数据模型28

2.3波束形成32

2.3.1波束形成表达形式32

2.3.2窄带波束形成34

2.3.3窄带波束形成器的性能参数35

2.3.4波束扫描方位谱44

2.4常见的波束形成器45

2.4.1常规波束形成器45

2.4.2最佳波束形成器48

2.5本章小结55

第3章 规则阵波束设计57

3.1引言57

3.2线阵57

3.2.1连续线阵57

3.2.2均匀线列阵65

3.2.3二元阵73

3.2.4均匀线列阵窗函数加权78

3.3矩形阵83

3.3.1波束图乘积定理83

3.3.2均匀矩形阵84

3.4本章小结87

第4章 波束稳健性分析89

4.1引言89

4.2最佳波束形成器稳健性影响因素89

4.3导向向量失配对波束性能的影响91

4.4协方差矩阵失配对波束性能的影响97

4.4.1样本协方差矩阵求逆波束形成97

4.4.2样本协方差矩阵求逆法波束性能98

4.5超增益波束形成器的稳健性101

4.6本章小结104

第5章 稳健波束设计105

5.1引言105

5.2对角加载法105

5.3加权向量范数约束法115

5.3.1加权向量范数约束与对角加载波束形成器的关系115

5.3.2范数约束波束形成器的二阶锥规划求解方法117

5.3.3范数约束波束形成器对角加载量求解法117

5.4最差性能最佳化法124

5.5协方差矩阵拟合法126

5.6双约束法133

5.6.1算法描述133

5.6.2尽可能小的椭圆不确定集136

5.7各种波束形成方法性能比较141

5.8本章小结147

第6章 波束旁瓣设计150

6.1引言150

6.2凹槽噪声法151

6.3零点展宽技术157

6.3.1干扰方位扩展法158

6.3.2频带扩展法159

6.3.3协方差矩阵锥化法160

6.4最低旁瓣波束形成器163

6.4.1最低旁瓣波束设计163

6.4.2稳健最低旁瓣波束设计168

6.5旁瓣控制高增益波束形成器170

6.5.1低旁瓣自适应波束设计170

6.5.2旁瓣控制高增益波束设计171

6.5.3稳健旁瓣控制波束设计173

6.6抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成177

6.6.1问题描述177

6.6.2 e2范数准则178

6.6.3 e1范数准则179

6.6.4最差旁瓣下界181

6.7本章小结185

第7章 波束主瓣设计187

7.1引言187

7.2最小误差逼近法188

7.2.1误差范数表述188

7.2.2最小均方准则法189

7.2.3最小误差范数法192

7.3期望主瓣响应波束设计195

7.3.1问题描述195

7.3.2旁瓣控制主瓣最小误差逼近196

7.3.3主瓣精度约束最低旁瓣波束设计197

7.3.4窄带波束优化统一形式199

7.4恒定主瓣响应波束设计201

7.4.1宽带波束图201

7.4.2恒定主瓣响应波束图202

7.5期望主瓣幅度响应波束设计207

7.5.1问题描述207

7.5.2相位迭代法207

7.5.3分解迭代法208

7.6本章小结214

第8章 宽带波束形成216

8.1引言216

8.2频域DFT波束形成器217

8.2.1 DFT波束形成217

8.2.2另一种解释220

8.2.3分析与讨论222

8.3时域FIR波束形成器226

8.4基于FFT的FIR波束形成229

8.5 FIR波束形成器中的滤波器设计231

8.5.1最小加权误差准则232

8.5.2约束最小加权误差准则236

8.6 FIR波束形成器分步设计法239

8.6.1设计原理239

8.6.2时域宽带常规波束形成241

8.6.3恒定主瓣响应FIR波束形成器244

8.6.4旁瓣控制高增益FIR波束形成器246

8.7本章小结248

第9章 宽带优化波束设计250

9.1引言250

9.2最小合成误差全局优化恒定主瓣响应FIR波束形成251

9.2.1分步设计法的局限性251

9.2.2 FIR宽带波束响应252

9.2.3恒定主瓣响应FIR波束形成器254

9.3宽带自适应FIR波束形成260

9.3.1数据协方差矩阵260

9.3.2自适应FIR波束形成器设计263

9.3.3旁瓣控制自适应FIR波束设计266

9.4最小差异恒定主瓣响应FIR波束形成273

9.4.1最小合成误差全局优化法的局限性273

9.4.2最小差异设计法274

9.4.3宽带FIR波束优化统一形式283

9.5几种宽带FIR波束设计方法比较285

9.6本章小结286

参考文献288

附录A二阶锥规划方法303

A.1二阶锥规划简介303

A.2二阶锥规划求解软件SeDuMi305

附录B部分主要的符号说明307

B.1缩写词307

B.2变量符号308

B.3部分算术符号316

附录C设计实例目录318