空间滤波与自适应波束形成：廖桂生阵列信号处理讲义

"这篇讲义主要讲解了波束形成的基础知识，由廖桂生教授在阵列信号处理课程中阐述。课程涵盖了空间传播波的表示、阵列信号处理的基本概念，以及一系列相关算法和技术，包括空域滤波、自适应处理、高分辨率处理等。课程目标在于使学生掌握空间信号的获取与处理理论，了解常用的参数估计和自适应波束形成算法，并通过实践加深理解。参考文献包括多本专业书籍和期刊，提供了深入学习的资料。" 在信号处理领域，波束形成是阵列信号处理的一个核心概念，它涉及到对来自多个方向的空间传播波进行定向增强或抑制，从而提高信号的信噪比和定位能力。在描述中提到，阵列信号可以简化为依赖于阵列几何结构的相位变化，尤其对于等距线阵，仅需考虑信号与x轴的夹角。这一简化假设基于窄带条件，即假设所有阵元在同一时刻采集到的信号具有相同的复包络，差异仅在于相位。 课程内容详尽地涵盖了从绪论到基于高阶统计量和循环非平稳阵列信号处理的各种主题。其中，空域滤波原理及算法、部分自适应处理技术和阵列信号的高分辨处理是关键部分。波束形成作为空间滤波的一种，其目的是增强特定方向的信号，抑制其他方向的干扰，常用于雷达、无线通信和声纳系统中。 在实际应用中，阵列信号处理不仅涉及信号的检测、估计和滤波，还包括成像等任务。参数估计，尤其是方向-of-arrival (DOA) 估计，是阵列信号处理中的一个重要课题。通过最大似然和加权子空间拟合方法，可以估计信号源的方向，实现对多个信号源的分辨。 阵列信号处理的技术基础包括统计信号处理和自适应信号处理，这些技术利用谱估计、最优滤波和自适应滤波理论来处理空间传播的信号。此外，课程还强调了上机实践和期末论文、考试的重要性，以确保学生能够将理论知识转化为实际操作能力。 参考文献列举了多本经典著作，如Monzingo和Miller的《Introduction to adaptive array》以及Haykin编辑的《Advances in Spectral Analysis and Array Processing》，这些书籍为深入学习提供了丰富的资源。同时，也提到了一些专业期刊，如IEEE Trans.系列和荷兰的Signal Processing，这些都是获取最新研究成果的重要渠道。