噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 1-6.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

基于惩罚机制的鲁棒波束形成方法

覃业梅1, 2, 3，张玉郴1，赵慎1, 2, 3，李伟1，胡博飓1   

  1. ( 1. 湖南工商大学智能工程与智能制造学院，长沙410205；
    2. 湖南工商大学湘江实验室，长沙410205；
    3. 湖南工商大学湖南省工业互联网与数字孪生工程研究中心，长沙410205 )
  • 收稿日期:2024-03-04 修回日期:2024-06-18 出版日期:2025-10-18 发布日期:2025-10-13

Robust Beamforming Method Based on Penalty Mechanism

  • Received:2024-03-04 Revised:2024-06-18 Online:2025-10-18 Published:2025-10-13

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摘要： 常规波束形成方法由时延求和实现，算法简单，但由于主瓣宽、旁瓣级大，难以满足精确定位声源的需求。针对该问题，提出一种基于惩罚机制的波束形成方法。首先根据常规波束形成结果得到惩罚矩阵，然后将惩罚矩阵融合到阵列流形矩阵中得到新的波束形成结果，从而提高波束形成结果的空间分辨率。在波束形成的过程中，受测量设备精度、测量环境等因素制约，不可避免会产生导向向量失配误差。为克服导向向量失配问题，结合最陡上升方法调整导向向量，进一步提出基于惩罚机制的鲁棒波束形成方法，可更好地增强波束形成效果。数值仿真和实验表明，基于惩罚向量的波束形成算法可有效压缩主瓣宽度，改善定位精度；且鲁棒改进的算法可有效提升波束形成的稳健性。

关键词: 声学, 波束形成, 惩罚机制, 导向向量误差, 鲁棒波束形成