加权稀疏约束Capon算法：降低波束成形旁瓣与提高抗干扰性

"一种加权稀疏约束的Capon波束成形算法" 本文主要探讨了Capon波束成形技术在无线通信和雷达系统中的应用，以及如何改善其性能。Capon波束成形器虽然在信号处理中广泛应用，但其固有的高旁瓣和浅零陷问题限制了其性能，尤其是在对抗干扰和噪声抑制方面。为解决这些问题，作者杜永兴、马新、李宝山和秦岭提出了一种创新的加权稀疏约束Capon波束成形算法。 传统的Capon波束成形是基于最小化主瓣之外的功率，即侧瓣功率，来形成波束。然而，这种方法往往导致旁瓣水平较高，这使得系统容易受到干扰和噪声的影响。文中提出的算法通过引入加权稀疏约束，能更有效地抑制这些不利影响。 首先，算法利用旁瓣阵列流型矩阵与协方差矩阵的关联运算，估计出不同方向上的干扰和噪声能量分布。这一步骤提供了对环境噪声和干扰源的初步理解，有助于后续的优化过程。然后，根据这些估计结果，对各个方向施加不同的权重。这些权重是根据每个方向的干扰强度动态调整的，从而实现对强干扰方向的优先抑制。 接下来，算法对干扰进行约束，进一步强化了波束成形的效果。通过限制非期望信号方向的能量，算法能够显著降低波束图的旁瓣深度，同时加深零陷，提升系统的抗干扰能力。仿真结果显示，该算法在降低旁瓣和零陷深度的同时，还能保持良好的稳健性，即使在期望信号误差和阵列误差存在的情况下，仍能维持高性能。 此外，关键词“抗干扰”和“顽健”强调了算法在应对不确定性和噪声环境时的适应性。在现代无线通信系统中，这种能力尤为重要，因为它可以提高系统的可靠性和数据传输质量。文献标识码"A"表明这是原创性的学术研究成果，而中图分类号"TN911.7"则将其定位在电子与通信技术领域。 该算法提供了一种改进Capon波束成形的新方法，通过加权稀疏约束策略，提升了系统的旁瓣抑制和抗干扰性能，具有广泛的应用前景。对于从事无线通信、雷达系统设计以及信号处理的工程师和研究人员来说，这项工作提供了有价值的理论和技术参考。