阵列信号处理的理论与应用

资 源 简 介

阵列信号处理的理论与应用

详 情 说 明

阵列信号处理是无线通信、雷达、声纳等领域的重要技术，其核心思想是利用多个传感器（阵元）接收信号的空间特性来实现波达方向估计和空域滤波。均匀线阵是最基础的阵列结构，所有阵元等间距排列在一条直线上。

均匀线阵的方向图反映了阵列对不同方向信号的响应特性。波束宽度与阵列的波达方向及阵元数密切相关——阵元数越多，波束越窄，方向分辨率越高。需要注意的是，当阵元间距超过半波长时会出现栅瓣现象，造成空间模糊，这与时域采样中的混叠效应类似。

从信号处理角度看，天线方向图实际上是最优权向量的傅立叶变换。基于不同的优化准则可以设计出不同的波束形成算法：最大信噪比准则通过最大化输出信噪比来优化方向图；线性约束最小方差(LCMV)准则在保证对期望方向信号无失真的同时最小化输出功率；而Capon波束形成则是LCMV的一个特例，能有效抑制干扰信号。

通过MATLAB仿真可以直观展示这些算法的性能差异：LCMV在干扰方向形成深零陷，Capon方法则能实现更高的分辨率。这些技术在5G大规模MIMO、雷达目标检测等场景都有重要应用价值。