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高志奇团队在《信号处理》发表共轭梯度加速二次约束研究论文

  内蒙古工业大学信息工程学院高志奇团队在《信号处理》发表论文《基于共轭梯度加速的自适应二次约束零陷展宽方法研究》。该论文针对传统最速迭代自适应波束形成算法在相干干扰下抑制性能下降、干扰扰动及导向向量失配时无法有效抗干扰的问题,提出共轭梯度加速的二次约束宽零陷干扰抑制自适应波束形成方法,在单快拍、宽带相干干扰条件下实现自适应干扰抑制,且稳健性优异。

  自适应波束形成是雷达、声呐、无线通信等领域的核心技术,能提升信号质量并抑制干扰,但传统算法在复杂信号环境中存在明显局限。例如LMS算法收敛慢,变步长LMS算法对初始步长敏感,迭代最速下降算法存在“过拟合”缺陷,在宽带相干干扰下难以自适应生成零陷。

基于共轭梯度加速的自适应二次约束零陷展宽方法研究

  高志奇团队提出的新方法构建了三层核心技术体系:一是利用共轭梯度算法快速收敛特性,高效求解采样协方差矩阵与导向向量间的线性方程组,其输出权矢量作为迭代最速波束形成的初始权值,借助“过拟合”特性实现对期望信号的强锁定;二是创新强化干扰特征的DOA估计方法,精准捕捉宽带相干干扰的来波方向;三是结合二次约束零陷展宽技术,形成自适应零陷以抵消DOA估计误差,提升干扰抑制效果。

  仿真实验验证了该方法的综合优势:在INR达150dB的强干扰下,主瓣仍稳定指向期望信号方向;面对−60°、30°、50°多方向干扰,能自适应生成零陷;低SNR条件下输出信干噪比稳定,单快拍时均方误差降至10⁻²以下,零陷深度超−70dB,且主瓣增益不受零陷展宽影响。该方法为复杂信号环境下的自适应波束形成提供了新方案,对提升雷达、无线通信系统的抗干扰能力和实时性具有重要意义。

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