优化自适应波束形成算法：空间分辨率提升与性能增强

本文主要探讨了自适应波束形成算法在通信与信息系统领域的深入研究，特别是针对中国科学技术大学硕士研究生郭玉华的硕士学位论文。该论文关注的核心问题是空域波束形成算法的性能优化，因为其性能在很大程度上受限于空间方向分辨率，这是天线阵列设计和波束形成算法改进的关键。 首先，作者对二维均匀天线阵列，如方阵、圆阵和L阵，进行了深入的理论分析和实验研究，重点讨论了它们的空间方向特性，包括推导出工程近似计算公式来估计空间方向分辨率。通过互阻抗法，作者揭示了阵元间互耦如何影响阵列的空间方向分辨率，并指出了工程近似公式在实际应用中的局限性。 接着，论文详细比较了几种经典的空域波束形成算法，如与接收信号无关的数值波束形成算法、线性约束最小方差波束形成算法（LCMV）和基于特征空间的广义波束形成算法（GEIB）。作者不仅阐述了这些算法的基本原理，还将其扩展到二维阵列的应用，并通过大量的仿真验证了算法的性能，揭示了各自的优势和适用场景。 为了克服空间方向分辨率对波束形成性能的限制，作者提出了空时自适应处理算法STG-EIB和极化域-空域自适应处理算法SPG-EIB。这两种新算法旨在改善空间方向分辨率，通过理论分析和仿真结果证明，它们能够显著提升波束形成算法的整体性能。 论文的主要研究内容还包括STG-EIB算法的原理及其线性约束设计方法，通过公式推导展示了算法的工作机制。此外，作者还对比了新算法与传统算法的差异，突显了STG-EIB在高性能波束形成方面的优势。 这篇论文提供了一个全面的视角，深入探讨了自适应波束形成算法的设计、优化以及在实际应用中的性能评估，对于提高阵列信号处理系统的效能具有重要的参考价值。