一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法技术

技术编号:41744337 阅读:15 留言:0更新日期:2024-06-21 21:00
本发明专利技术公开了一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,属于麦克风阵列波束形成技术研究领域。首先引入阵列响应的空间导数约束对现有多项式结构波束形成器的优化问题进行重新构造,并在正交基滤波器极点固定的情况下求解波束形成器权值。然后借由粒子群算法对正交基滤波器中的极点进行迭代优化,结合上述固定极点下的权值求解,即可实现优化极点下的指向可调宽带波束形成器设计。与现有技术相比,本发明专利技术处理下的信号失真更小,得到的波束图主瓣指向更加精准,有效提高了波束形成器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于麦克风阵列波束形成技术研究领域,尤其涉及了一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法


技术介绍

1、多项式结构设计方法是主瓣指向可调宽带波束形成器设计的一类重要方法。相比基本宽带波束形成器设计来说,该设计只需要通过改变一个调向参数,而无需重新计算权值就能实现可调范围内主瓣的连续调向。在多项式结构宽带波束形成器设计中,由于采用的多项式结构的阶数是有限的,因此不可避免存在有限次多项式插值所带来的截断误差,进而导致波束形成器产生主瓣指向偏差。主瓣指向偏差的存在还将影响波束形成器的指向性指数,尤其对于低阶多项式结构影响更为显著。

2、现有的多项式结构设计中,为了保持期望方向信号的无失真,一般都会添加无失真约束,但是该约束效果有限,波束形成器的主瓣指向偏差依旧偏大。另外,通过波束形成器的频率不变设计也可以减小信号的失真,基于空间响应变化函数的最小二乘法就是其中一种经典的设计方法,但由于现有多项式结构设计由数组fir滤波器构成,要想取得比较好的频率不变性能,需要的抽头数较大,造成波束形成器的硬件开销较大。

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【技术保护点】

1.一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,所述步骤(1)中一个确定的均匀线阵下的问题模型具体指:对于远场情况下K个麦克风组成的均匀线阵,每个麦克风后接有M个抽头数为N的正交基滤波器,引入空间导数约束构建问题模型如下式所示:

3.根据权利要求1所述一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,在步骤(2)中求解权值前,需要根据麦克风增益和相位的相关参数μa,对上述优化问题中的代价函数和约束分别进行化简。>

4.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,所述步骤(1)中一个确定的均匀线阵下的问题模型具体指:对于远场情况下k个麦克风组成的均匀线阵,每个麦克风后接有m个抽头数为n的正交基滤波器,引入空间导数约束构建问题模型如下式所示:

3.根据权利要求1所述一种主瓣指向可调的频率不变宽带波束形成器设计方法,其特征在于,在步骤(2)中求解权值前,需要根据麦克风增益和相位的相关参数μa,对上述优化问题中的代价函数和约束分别进行化简。

4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:许志强陈华伟
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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