“传统”和“自适应”波束形成器之间的区别?

信息处理 过滤器 频率 自适应滤波器 自适应算法 波束成形
2021-12-29 20:09:03

可能是一个术语问题,但我不确定。

基本上,传统波束形成器和自适应波束形成器之间有什么区别我认为所有波束形成器本质上都适应某些标准,例如最小化失真或方差,或其他一些空间过滤标准等。那么它们之间有什么区别?

1个回答

波束形成器基本上是一个空间滤波器。它可以是被动的,就像时间过滤器一样。

它们不是按时间分隔的样本,而是按空间分隔的。无源时间滤波器可以是在特定频率下“瞄准”或“引导”的带通。对于无源空间滤波器(即波束形成器),滤波器可以转向特定的到达角,而不是时间频率。

自适应滤波器/波束形成器可能令人难以置信,因为它们可以将零点“引导”到存在干扰信号的频率或角度。

就像时间自适应滤波器一样,空间自适应滤波器(即波束形成器)不断调整滤波器权重/系数以优化通常涉及“消除”或“拒绝”干扰源的某些标准。

这是一个称为“K-Omega”波束形成器的 CBF 图。 K-Omega 波束形成器图

这是一个图表,以加强无源波束形成器是可能的想法。

波束形成器概念

我意识到这些有点随机,但希望你能遵循上面的逻辑。我会看看是否能找到一个更好的图表,更清楚地显示正在发生的事情。需要明确的是,上面提到的窗口是 Hamming/Hanning 类型的窗口,这个过程基本上是返回一个二维矩阵,其中时间频率在 x 轴上,一个特殊的空间变量在 y 轴上。这种特殊变量使数学变得更容易,并且将特殊空间变量和时间频率转换为到达角是一个步骤。

下面的绿线是恒定角度的线。 波束成形角线

请记住,所有这些都是针对 CBF(传统波束形成器)的,以上内容涵盖了所有空间和时间频率(在 Nyquist 的范围内。
一些常见的 ABF 技术是:

MPDR - Minimum Power Distortionless Rejection BF (Described by Van Trees)
DMR - Dominant Mode Rejection BF (Abraham and Owsley)
R-DMR - Robust Dominant Mode Rejection BF (Cox and Pitre)
EBAE - DMR BF with Eigenvector Beam Association and Excision (Kogon)

这些技术通常不使用空间 FFT 作为空间滤波操作,而是构建输入信号的更新空间自相关矩阵,然后使用该矩阵或该矩阵的特征向量来自适应地影响空间滤波器。

@Mohammad 的更新:以下是我从教授那里收到的波束成形文本列表:

  • 范文,BD;巴克利,公里;,“波束成形:一种通用的空间滤波方法”,ASSP 杂志,IEEE,第 5 卷,第 2 期,第 4-24 页,1988 年 4 月

  • 频域中的高效数字波束形成 Brian Maranda, J. Acoust。社会党。是。86, 1813 (1989)

  • Don Johnson 和 Dan Dudgeon 的阵列信号处理,Prentice Hall,1993 年

  • Harry L. Van Trees 的 Optimum Array Processing,Wiley,2002 年。

另外,在四处寻找之后,这看起来很有趣。它似乎对实践/实施方面比对理论更感兴趣。我没有,但我可能会买一本: