用一定形狀的波束來通過有用信號或者期望方向的信號，而抑制不需要方向的信號，就是波束形成技術(shù)。
波束形成分為：①數(shù)據(jù)獨(dú)立波束形成；②最優(yōu)波束形成；③自適應(yīng)波束形成
普通波束形成角分辨率低，旁瓣電平高，可通過加窗降低旁瓣電平，但會展寬主瓣。
最優(yōu)波束形成是在某些準(zhǔn)則下進(jìn)行的波束形成，例如最大信噪比準(zhǔn)則下，求得權(quán)矢量使得信噪比最大；MSE準(zhǔn)則使陣列輸出的均方誤差最小；LCMV準(zhǔn)則是使噪聲方差最小。
當(dāng)精確地方向矢量約束條件和相關(guān)矩陣精確已知，并且噪聲和期望信號不相關(guān)時，這三種準(zhǔn)則是等價的。
自適應(yīng)波束形成是將上述的最優(yōu)準(zhǔn)則應(yīng)用到自適應(yīng)算法中，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)波束形成。包括利用MSE準(zhǔn)則的LMS算法和利用LCMV準(zhǔn)則的SMI算法。

DOA估計：DOA就是空間信號到達(dá)方向估計，MUSIC算法是經(jīng)典的高分辨DOA估計算法。

MUSIC（基于特征分解的多重信號分類法）
MUSIC是基于信號子空間和噪聲子空間的正交性來進(jìn)行參數(shù)估計的高分辨率DOA估計方法。將陣列協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征分解，得到和信源數(shù)目相同的K個大特征值和N-K個小特征值，大特征值對應(yīng)的特征向量張成的空間稱為信號子空間，與之正交的小特征值張成的空間稱為噪聲子空間。
MUSIC的核心是正交，方向矢量向噪聲子空間投影，只有方向矢量屬于信號子空間時，也就是θ等于信源角度時，此時方向矢量與噪聲子空間正交，相乘為0，空間譜會在該方向出現(xiàn)譜峰，該方向就是信源方向。所以說，MUSIC的譜峰只反映方向矢量與噪聲子空間的正交性，不代表真正的功率。
當(dāng)存在相干信源時，某些相干信源的導(dǎo)向矢量與噪聲子空間不正交，譜線上將不出現(xiàn)峰值，導(dǎo)致無法正確估計信源方向，所以需要進(jìn)行去相關(guān)。

波束掃描：
利用常規(guī)波束形成技術(shù)
就是匹配濾波器，權(quán)矢量取方向矢量，讓方向矢量的θ在0到180度變化，畫出功率隨角度的關(guān)系圖形，尋找譜峰實(shí)現(xiàn)角度估計。
利用最優(yōu)波束形成技術(shù)
權(quán)矢量根據(jù)LCMV最優(yōu)波束形成準(zhǔn)則來確定
誤差校正：
系統(tǒng)誤差包括陣元位置等幅相誤差，造成波束形成的主瓣指向有偏差，旁瓣電平升高。誤差不知道的情況下，利用理論陣列流行計算普函數(shù)進(jìn)行譜峰搜索，導(dǎo)致DOA分辨性能下降。
校正技術(shù)有：
1、測出離散角度的陣列流行
2、子空間處理，單信源相關(guān)矩陣僅有一個大特征值，其特征矢量對應(yīng)的就是真實(shí)的陣列流行。
也可以不進(jìn)行校正，而是采用具有容差能力的穩(wěn)健陣列處理方法。
3、在系統(tǒng)誤差下，相關(guān)矩陣不是拓普利茲矩陣，通過強(qiáng)制托普利茲化來提高穩(wěn)健性。
4、Sector

相干信源DOA估計：
相干信號可能是多徑信號也可能是其他相干信源，這些信號會導(dǎo)致協(xié)方差矩陣的秩虧缺，不等于信號源的個數(shù)。所以需要進(jìn)行去相關(guān)。
空間平滑：
將N個陣元分為L個M元子陣，求每個子陣的協(xié)方差矩陣求和取平均，取代原來的協(xié)方差矩陣，然后再進(jìn)行特征分解。空間平滑可分為前向平滑、后向平滑和前后向平滑。

二、正交子空間投影與高分辨處理

分析：

信號子空間：?

對于等距線陣(ULA)

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?

?

?

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三、子空間高分辨處理與波束形成方法比較?

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分辨率明顯高于普通波束掃描。基理可由最優(yōu)波束形成的原理來理解。波束掃描無論是普通波束形成還是最優(yōu)波束形成，其分辨率或多或少是受限于陣列孔徑。?

2.子空間法（Music法）與Capon法比較

?

Capon法與Music法的分辨率：

Capon法基于信號與干擾加噪聲之比最大來求最優(yōu)波束形成。Music法則只關(guān)心信號與干擾之比最大來求最優(yōu)波束形成，不關(guān)心噪聲。

在相關(guān)矩陣R精確已知(要求無窮多次快拍數(shù)據(jù))情況下，白噪聲功率（或信噪比）不影響Music方法。

在R精度足夠的情況下，一般Music法優(yōu)于Capon法。

關(guān)于譜峰強(qiáng)度：

Music譜峰只是反映了陣列流形矢量a(θ)與噪聲子空間的正交性，而與信噪比無關(guān)。

而Capon譜峰是真正的輸出功率，與信噪比有關(guān)。

參考視頻與博客：

https://www.bilibili.com/video/BV1wS4y1D7ng/?p=13&spm_id_from=pageDriver&vd_source=77c874a500ef21df351103560dada737

https://blog.csdn.net/m0_37652453/article/details/100662087?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=%E9%98%B5%E5%88%97%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E7%9A%84%E9%AB%98%E5%88%86%E8%BE%A8%E5%A4%84%E7%90%86&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduweb~default-1-100662087.142^v51^control_1,201^v3^control_2&spm=1018.2226.3001.4187

總結(jié)

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