一、知識點總結(jié)：

1、陣列的基本作用：陣列信號處理是指將一組傳感器按一定的方式布置在空間不同位置上，形成傳感器陣列，用傳感器陣列接收空間信號，相當(dāng)于對空間分布的場信號采樣，得到信號源的空間離散觀測數(shù)據(jù)。的任務(wù)：從噪聲和干擾中檢測有用信號，估計信號波形，對接受的信號與噪聲場進行時空譜估計，估計信號到達方向；對信號源定位。

?陣列信號處理的兩個主要方面：波束形成、參數(shù)估計。

波束形成的功能：形成基陣接收系統(tǒng)的方向性；進行空域濾波，抑制空間干擾與環(huán)境噪聲，提高信噪比；估計信號到達方向，進行多目標(biāo)分辨；為信號源定位創(chuàng)造條件，為目標(biāo)識別提供信息。

波束形成處理過程是:采用空間分布的傳感器陣列采集場（聲場、電磁場）數(shù)據(jù)，然后對接收的陣列數(shù)據(jù)進行線性組合處理得到一個標(biāo)量波束輸出，該處理器稱為波束形成器(設(shè)計線性加權(quán)系數(shù)時候有選擇性的使某些頻率通過，抑制其他頻率，因此也稱作空域濾波器)。

建立模型的時候，注意是窄帶信號還是寬帶信號，窄帶信號相對于信號的載頻而言，信號包絡(luò)的帶寬很窄（包絡(luò)是慢變的）。窄帶波束形成器的實現(xiàn)方法有：正交解調(diào)得到復(fù)包絡(luò)后加權(quán)求和波束形成；相移法波束形成。寬帶波束形成器的實現(xiàn)方法：頻域DFT實現(xiàn)（頻域快拍模型的建立形成，以窄帶波束形成器為基礎(chǔ)）；時域FIR形成。

低旁瓣可以抑制來自旁瓣區(qū)域的干擾，降低目標(biāo)檢測的虛警概率，窄的主瓣可以提高目標(biāo)方位分辨能力。

2、陣列流行向量：包括陣列輸出的推導(dǎo)；v(k)的推導(dǎo)（特殊：在z軸正向、SULA）。

3、波束圖函數(shù)的推導(dǎo)：延遲求和波束形成器的推導(dǎo)；ULA、SULA的波束圖的推導(dǎo)。

4、波束的基本參數(shù)：ULA的波束圖下進行HPBW、主瓣、瑞利限、旁瓣、零點、柵瓣的推導(dǎo)；以及確定N值時波束圖的表達式和零點、旁瓣（第一旁瓣）、柵瓣（第一柵瓣）位置。

5、指向性指數(shù)和陣增益：D、DI、AG、WNG（特殊情況下：SULA：D=WNG）

6、線列陣在不同加權(quán)系數(shù)下的波束圖：均勻加權(quán)、DC加權(quán)（DC加權(quán)特點、實現(xiàn)五步）

7、頻域快拍模型以及頻域快拍的形成?T的選擇要求。

8、最優(yōu)波束形成：MVDR（capon)波束形成器（其陣增益與CBF的陣增益比較）

9、對角加載：使用對角加載來對抗DOA失配和陣列擾動的影響。有效降低由于樣本數(shù)不足帶來的估計協(xié)方差矩陣時的誤差，避免了波束圖畸變。

10、目標(biāo)方位估計估計方法：pisarenko和MUSIC算法形成的空間譜表達式（窄帶）。

二、具體知識點：

1、均勻線列陣、波束掃描（主、旁、柵如何變化？）

當(dāng)波束指向法線方向時，波束圖具有最窄的主瓣寬度；隨著陣列指向逐漸遠離法線方向，主瓣一直指向所調(diào)方向并且展寬；除了指向法線方向外，主瓣都關(guān)于法線方向不對稱；進行波束掃描時，主瓣寬度和旁瓣級不變，主瓣指向方向隨著波束掃描的角度發(fā)生變化；在SULA（d=lamda/2）中，在端射方向的另一側(cè)產(chǎn)生柵瓣。

舉例2：使用matlab進行仿真說明：（代碼review3.m）

2、陣列間距變大變小，波束圖/主/旁/可視區(qū)域怎么變？

Matlab仿真：(只變化d/lamda的值)

?

陣元個數(shù)不變，當(dāng)陣元間距（d/lamda）變大時，主瓣變窄，旁瓣變多;當(dāng)陣元間距變小時，主瓣變寬，旁瓣變少.當(dāng)陣元間距d>lamda/2時，可視區(qū)域出現(xiàn)柵瓣。對于均勻線列陣，不管間距是多少，第一旁瓣級是-13.5dB.此外：余弦加權(quán)也使得相比于均勻加權(quán)主瓣變寬。

3、指標(biāo)：主瓣/旁瓣/DI/Ag/WNG(一個公式)

4、什么時候空域采樣定理？波束掃描什么時候不出現(xiàn)柵瓣？

（1）空域采樣定理d/lamda<=1/2;(采樣的周期要小于等于信號周期的一半，才不會出現(xiàn)混疊即柵瓣)

（2）陣列掃描：通過時延實現(xiàn)陣列掃描：

?

5、任意結(jié)構(gòu)陣列，對于遠場信號，其v(k)如何推導(dǎo)？

?6、延遲求和波束形成器（CBF）常規(guī)波束形成推導(dǎo)頻率-波數(shù)響應(yīng)函數(shù)、波束圖：

?7、均勻線列陣的波束圖——>半波長間隔的ULA（均勻線列陣），其波束圖B如何推導(dǎo)？

?7-1如果陣元是按照下圖的z軸正向擺放的，則陣列流行向量和頻率-波數(shù)響應(yīng)函數(shù)要變化：

8、均勻線列陣波束圖中，零點\旁瓣\柵瓣對應(yīng)的角度在哪？

?

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的阵列信号处理复习的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。