自适应波束形成与Matlab程序代码注解Word下载.docx

1、grid on;xlabel（theta/radian）ylabel（amplitude/dBtitle（num2str（element_num） 阵元均匀线阵方向图,来波方向为 num2str（theta0*180/pi） 度）;hold on;figure（2）plot（theta,patterndBnorm,raxis（ -50 0）; 仿真结果A.来波方向为0 不归一化归一化B.来波方向为45不归一化C.随着阵元数的增加，波束宽度变窄，分辨力提高，仿真图如下：非归一化 不归一化 归一化波束宽度与波达方向及阵元数的关系element_num1=16;element_num2=128;el

2、ement_num3=1024;lambda=;d=*lambda;theta=0:90;fai（j）=theta（j）*pi/180-asin（sin（theta（j）*pi/180）-lambda/（element_num1*d）;psi（j）=theta（j）*pi/180-asin（sin（theta（j）*pi/180）-lambda/（element_num2*d）;beta（j）=theta（j）*pi/180-asin（sin（theta（j）*pi/180）-lambda/（element_num3*d）;figureplot（theta,fai,theta,psi,b,th

3、eta,beta,gthetawidth in radianstitle（波束宽度与达波方向及阵元数目的关系legend（N=16N=128N=1024 结果3. 当阵元间距时，会出现栅瓣，导致空间模糊（1）仿真结果 非归一化4. 类似于时域滤波，天线方向图是最优权的傅立叶变换source_num=1;d_lambda=;w=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0）*0: a=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta（j）*0:subplot（1,2,1）;plot（theta,patterndBnorm）;subplot（1,2,2）;pf

4、ft=fftshift（fft（w,256）;pfftmag=abs（pfft）;pfftmagnorm=pfftmag/max（max（pfftmag）;pfftdB=20*log10（pfftmagnorm）;pfftdBnorm=20*log10（pfftmagnorm）;plot（linspace（-pi/2,pi/2,256）,pfftdBnorm）;FFT_amplitude/dB（2）仿真结果最大信噪比准则方向图和功率谱matlab 程序element_num=8;%间距为半波长theta=-90:%扫描范围%来波方位theta1=20;%干扰方向L=512;%采样点数for i

5、=1:L amp0=10*randn（1）; amp1=200*randn（1）; ampn=1; s（:,i）=amp0*exp（imag*2*pi*sin（theta0*pi/180）*0: j（:,i）=amp1*exp（imag*2*pi*sin（theta1*pi/180）*0: n（:,i）=ampn*exp（randn（element_num,1）+imag*randn（element_num,1）;Rs=1/L*s*s;%信号自相关矩阵Rnj=1/L*（j*j+n*n %干扰+噪声的自相关矩阵V,D=eig（Rs,Rnj）; %（Rs,Rnj）的广义特征值和特征向量D,I=so

6、rt（diag（D）; %特征向量排序Wopt=V（:,I（8）;%最优权矢量a=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta（j）*pi/180）*0: f（j）=Wopt p（j）=a*Rs*a+a*Rnj*a;F=20*log10（abs（f）/max（max（abs（f）;P=20*log10（abs（p）/max（max（abs（p）;subplot（1,2,1）plot（theta,F）;plot（theta0,-80:0,.plot（theta1,-80:theta/0F in dBmax-SNR 方向图axis（-90 90 -80 0）;plot（thet

7、a,P,功率 in dBmax-SNR 功率谱ASC旁瓣相消-MSE准则（1） matlab 程序M=32;%辅助天线数目%阵元间距theta0=-30;theta1=60;%采样单元数s=zeros（1,512）; %预划分一个区域for ii=1: amp0=1*randn（1）;%信号的幅度随机产生，保证信号之间是不相关的ampn=1;jam（:,ii）=amp1*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta1*pi/180）*0:M-1）+ampn*（randn（M,1）+imag*randn（M,1）; %干扰+噪声 s（ii）=amp0*exp（imag*2*p

8、i*d_lambda*sin（theta0*pi/180）+amp1*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta1*pi/180）+ampn*（randn（1,1）+imag*randn（1,1）;%接收信号（信号+干扰+噪声）s0（ii）=amp0*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0*pi/180）;Rx=1/L*jam*jamr_xd=1/L*jam*sWopt=pinv（Rx）*r_xd;delta=s0-（s-Wopt*jam）;delta1=abs（mean（delta.2）-（mean（delta）.2）;for jj=1: a

9、=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta（jj）*0: f（jj）=Woptplot（theta*180/pi,F）;plot（theta0,-50:plot（theta1,-50:theta/F/dBMSE准则下的方向图axis（-90 90 -50 0）;线性约束最小方差（LCMV）准则 %阵元数%阵元间距与波长的关系 %搜索范围 %三个信号源的来波方向theta1=30;theta2=60; amp1=100*randn（1）; amp2=10*randn（1）; ampn=10;x（:,i）=amp0*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（th

10、eta0*pi/180）*0:）+amp1*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta1*pi/180）*0:）+amp2*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta2*pi/180）*0:）+ampn*（randn（element_num,1）+imag*randn（element_num,1）;Rx=1/L*x*xsteer1=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0*pi/180）*0:steer2=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta1*pi/180）*0:steer3=exp（imag*

11、2*pi*d_lambda*sin（theta2*pi/180）*0:C=steer1 steer2 steer3;F=1 0 1%把三个方向都作为来波方向w=inv（Rx）*C*（inv（C*inv（Rx）*C）*F; a=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta（j）*pi/180）*0: f（j）=w p（j）=1/（a*inv（Rx）*a）;F=20*log10（abs（f）/（max（max（abs（f）;plot（theta0,-20:plot（theta1,-20:plot（theta2,-20:Capon beamforming 方向图axis（-90

12、90 -20 0）;P=20*log10（abs（p）/（max（max（abs（p）;subplot（1,2,2）plot（theta,P）;P/dBCapon beamforming 功率谱Capon beamformingL=1000; amp2=200*randn（1）; ampn=3; x（:R=inv（Rx）;steer=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0*pi/180）*0:w=R*steer/（steer*R*steer）;*R*a）;plot（theta2,-50:axis（-90 90 -90 0）;不同方法估计协方差矩阵的Capon波束形成

13、theta1=50;L=1024; amp1=50*randn（1）; ampn=;,i）=amp1*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta1*pi/180）*0:,i）=ampn*exp（imag*2*pi*randn（1）*0:Rx=1/L*（s+j+n）*（s+j+n）%接收信号自相关矩阵Rnj=1/L*（j+n）*（j+n）%干拢+噪声的自相关矩阵e=exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0*pi/180）*0:Wopt_Rx=inv（Rx）*e/（e*inv（Rx）*e）;%采用接收信号的权矢量Wopt_Rnj=inv（Rnj）*e

14、/（e*inv（Rnj）*e）;%采用干拢+噪声信号的权矢量 f1（j）=Wopt_Rx f2（j）=Wopt_RnjF1=20*log10（abs（f1）/max（max（abs（f1）;F2=20*log10（abs（f2/max（max（abs（f2）;figure;plot（theta,F1,theta,F2,F（1,2）/dB不同方法估计协方差矩阵的Capon波束形成axis（-90 90 -60 0）;多点约束的Capon波束形成和方向图theta2=50;Rx=zeros（element_num,element_num）;%产生协方差矩阵 amp1=10*randn（1）; amp2=50*randn（1）;ampn=*randn（1）;%噪声的幅度随机产生，保证噪声与信号之间是不相关的 j（:）+ampn*exp（imag*2*pi*randn（1）*0:）+j（:,i）;%表示接收信号w=amp0*exp（imag*2*pi*d_lambda*sin（theta0*pi/180）*0:plot（theta1,-5