波束形成和空間譜估計(jì)有什么區(qū)別?

一、什么是波束形成

波束形成是對傳感器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，使其形成一定的波束形狀。

該波束的作用就是：1、允許感興趣信號方向的信息通過，對其形成增益；2、抑制掉不感興趣方向的信號。用更專業(yè)細(xì)分的說法，作用1是自適應(yīng)波束形成算法，而作用2是自適應(yīng)零點(diǎn)算法。這兩個(gè)方向組成了陣列信號處理的一個(gè)重要部分——自適應(yīng)空域?yàn)V波。MVDR就是其中的經(jīng)典代表。

可以說，波束形成是一種空域?yàn)V波方法，其研究內(nèi)容是設(shè)計(jì)一組空域?yàn)V波器的加權(quán)向量，使得感興趣方向的信號無失真地通過，同時(shí)抑制噪聲和其他方向的干擾。也就是說，你拿這個(gè)加權(quán)系數(shù)乘以接收數(shù)據(jù)矩陣，就能恢復(fù)期望方向信號的波形。

二、什么是空間譜估計(jì)

空間譜估計(jì)中有個(gè)譜的概念，是應(yīng)用傳感器陣列中各個(gè)傳感器陣元在空間中不同位置點(diǎn)之間的關(guān)系去估計(jì)空間信號的參數(shù)，其中各個(gè)傳感器陣元在空間中不同位置點(diǎn)之間的關(guān)系就是譜的提法來源，并且注意空間譜并不是要形成波束，更側(cè)重于估計(jì)。

空間譜估計(jì)的主要的功能是對空間信號進(jìn)行定位、跟蹤或者為其它方法提供所需要的參數(shù)，主要被應(yīng)用于估計(jì)信源的個(gè)數(shù)、位置以及空域參數(shù)等。而波達(dá)方向估計(jì)是空間譜估計(jì)研究領(lǐng)域中最重要的任務(wù)之一。對于許多簡單的應(yīng)用場景，空間譜估計(jì)就等價(jià)為波達(dá)方向估計(jì)?？臻g譜估計(jì)的主要代表是子空間類方法，其中包括多重信號分類（Music）和旋轉(zhuǎn)不變子空間（ESPRIT）算法。該類方法在分辨能力上突破了傳統(tǒng)的瑞利極限，被稱為超分辨算法。

空間譜估計(jì)方法一般可以分為三類，名列前茅類為波束掃描類方法，也就是拿波束形成器對各個(gè)方向進(jìn)行空域?yàn)V波，然后再計(jì)算各個(gè)方向分離出信號的功率值，從而得到功率-角度的譜圖。第二類是子空間類算法，利用與噪聲子空間正交或擬合信號子空間的形式，得到各方向?qū)蚴噶颗c子空間的正交或相似程度隨角度變化的譜圖。第三類是稀疏類方法，利用信號方向在整個(gè)空域內(nèi)稀疏的特性，最小化各目標(biāo)參數(shù)的同時(shí)求出最稀疏的解，從而估計(jì)出幾個(gè)信號的方向和功率值。

三、波束形成和空間譜估計(jì)的區(qū)別

總體來講，波束形成是用形成一定波束的方法來增強(qiáng)感興趣信號抑制干擾，這點(diǎn)也是它為何叫空域?yàn)V波的原因，干的就是濾波的事，只不過是在空間上的濾波，而最終可能會(huì)有利于信號的檢測，或者是方位的估計(jì)，但終歸是后續(xù)處理了；而空間譜估計(jì)則是著重在估計(jì)上，并且是用空間中不同位置點(diǎn)之間的關(guān)系來進(jìn)行估計(jì)。目的不同，自然是兩個(gè)不同的領(lǐng)域，當(dāng)然可能殊途同歸，最后濾波濾著濾著，濾的好了就把方位角估計(jì)了，而空間譜中的子空間法也大量的用在自適應(yīng)空域?yàn)V波上。

以上就是關(guān)于波束形成和空間譜估計(jì)的知識(shí)希望對大家有幫助。