宽带波束形成：主瓣干扰抑制与恒定束宽设计

宽带恒定束宽波束形成是一种重要的无线通信技术，它能够实现对信号的高效聚焦和空间分集，从而提高接收信号的质量和抗干扰能力。然而，在实际应用中，如果系统受到主瓣干扰，如来自邻近信道或发射源的信号泄露到主瓣区域，会显著影响波束的性能，导致主瓣畸变和副瓣电平抬高，这对系统的性能和可靠性构成威胁。 传统的宽带恒定束宽波束形成算法，虽然可以保持主瓣的形状不变，即在不同频率下保持固定的主瓣宽度，但其主要侧重于信号的空间聚焦，对于抑制主瓣干扰的效果并不理想。为了克服这一问题，本文提出了一种创新的宽带恒定束宽波束形成算法。该算法的核心在于构建分频段阻塞矩阵，这是一种预处理手段，能够在数据域内实施干扰相消，通过抵消部分干扰信号，减少其对主瓣的影响。 预处理阶段后，可能会引入信号包络误差，这会影响波束的精确性。为此，算法进一步采用二阶锥规划方法，针对每个频率中心进行优化。二阶锥规划是一种求解优化问题的有效工具，它允许在保证信号无失真的同时，通过调整权值分布，确保波束宽度在整个工作带宽内保持恒定，从而达到抑制主瓣干扰的目的。 本文的主要贡献在于提供了一种有效的策略，能够在维持信号质量的同时，显著降低主瓣干扰对宽带波束形成系统的影响。通过计算机仿真实验，作者验证了这一算法的有效性，证明了它在实际应用中的可行性和优越性。研究成果对于提升宽带无线通信系统的性能，特别是在干扰严重的环境中，具有重要的工程实践价值。 总结来说，该论文深入研究了宽带波束形成技术中的关键问题，并提出了创新的解决方案，这对于通信工程领域的理论发展和实际应用有着积极的推动作用。关键词包括宽带波束形成、主瓣干扰、恒定束宽、阻塞矩阵和二阶锥规划，这些概念的结合展示了作者对于解决复杂无线通信环境挑战的独特见解。通过阅读这篇论文，读者可以深入了解如何利用先进的数学优化方法改进波束形成技术，以提高系统的鲁棒性和有效性。