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稳健波束形成及方向图综合研究的中期报告
本中期报告基于前期阶段的理论分析与试验研究，对稳健波束形成及方向图综合研究的进展情况进行了总结与展望。
一、理论分析
在前期的理论分析阶段，我们主要聚焦在信号处理算法、波束形成的理论原理及方向图综合理论等方面展开研究。
1.信号处理算法
针对传统的波束形成算法受到干扰影响易出现误差的问题，我们提出了一种基于小波变换和脉冲噪声抑制的波束形成算法。利用小波变换将原始信号分解成多个子带，根据不同子带内的信噪比分配不同的权值，通过纵向加权平均得到波束形成后的输出信号。同时，利用脉冲噪声抑制技术对干扰信号进行有效抑制，提高了波束形成的鲁棒性和准确性。
2.波束形成原理
基于时间采样、空间滤波的波束形成原理已经得到广泛应用，但对于复杂场景下的波束形成，仍存在一定的局限性。因此，我们提出了一种基于信号子空间分解的波束形成原理。该方法将信号分解为信号子空间和噪声子空间，通过求解优化问题得到最佳的波束形成系数，能够有效地抑制噪声干扰，提高波束形成的精度和鲁棒性。
3.方向图综合理论
针对方向图重构过程中的相位误差、阵列几何结构误差、噪声干扰等问题，我们提出了一种基于正则化技术的方向图综合方法。通过引入正则化约束，将方向图综合问题转化为一个优化问题，从而提高了方向图重构的准确性和稳定性。
二、试验研究
在前期的试验研究中，我们主要开展了基于仿真和实验的验证工作，旨在检验所提出的理论方法的有效性和实用性。
1.仿真验证
通过Matlab仿真平台，我们对所提出的信号处理算法、波束形成原理和方向图综合方法进行了仿真验证。结果表明，所提出的方法能够有效地抑制干扰噪声、提高波束形成的准确性和稳定性，实现了方向图的重构和综合。
2.实验验证
基于超声波检测系统和实际阵列，我们进行了实验验证。通过对材料中缺陷的检测，验证了所提出的方法在实际应用中的可行性和有效性。
三、后续工作展望
在后续的研究工作中，我们将进一步优化所提出的信号处理算法和波束形成原理，结合实际应用场景进行验证。同时，我们将扩展研究方向，深入探究多元信号的波束形成及方向图综合问题，开展广泛的应用研究。