宽带波束形成算法：对抗导向矢量失配的低旁瓣稳定性研究

本文主要探讨了"导向矢量失配的低旁瓣恒定束宽波束形成算法"这一关键领域的研究，由徐林、许泉欣和张薇三位作者共同完成，他们分别来自哈尔滨工程大学信息与通信工程学院。论文针对宽带波束形成在实际应用中遇到的稳健性挑战，即由于信号到达方向（DOA）估计误差导致的阵列导向矢量失配问题进行深入分析。 传统的宽带波束形成算法可能会在面对DOA估计误差时，产生较高的旁瓣和不稳定的束宽，这可能导致信号质量下降，尤其是在移动通信系统中，用户移动或设备更新时尤为明显。为了解决这个问题，论文提出了一种创新的低旁瓣和恒定束宽的波束形成策略，它通过在空间域上的SDL（子带延迟线）阵列结构来实现。这种阵列设计考虑到了信号到达方向的不确定性，利用椭球不定集的概念，将期望信号的无失真接收问题转化为一个可优化的凸优化问题。 在算法实施过程中，作者们引入的数学模型能够有效地量化和最小化因失配引起的性能损失。通过对计算机仿真的结果进行分析，结果显示该算法在应对导向矢量失配的情况下表现出显著的稳健性，能够在保持信号质量的同时，维持稳定的波束宽度，这对于提高无线通信系统的可靠性至关重要。 论文的关键点包括：SDL阵列的设计、概率论中的椭球不定集理论的应用、以及如何通过凸优化方法优化信号接收。此外，关键词“宽带波束形成”、“SDL阵列”、“导向矢量失配”和“不定集”凸显了论文的核心研究内容和技术挑战。整体而言，这项研究为宽带无线通信系统的鲁棒设计提供了新的理论基础和实践指导，有助于提升系统在实际环境中的适应性和性能表现。