Optimum broadband beamforming for coherent broadband signals and interferences

The problem of optimum broadband beamforming using linear arrays is considered with a view to avoid signal cancellation that normally results when signal-correlated interferences are present in the environment. The optimum approaches proposed here are based on a harmonic model for signals and interferences on the one hand, and a convenient characterization of the signal-free interference subspace from the observed data, on the other. The characterization so obtained leads to a broadband generalization of results reported earlier in the literature for narrowband beamforming. The three beamformers proposed here completely eliminate signal cancellation without any adverse e!ects. Computer simulations are presented which validate the expected performance of the three beamformers proposed here in the presence of correlated and uncorrelated interferences. Zusammenfassung Es wird das problem des optimalen, breitbandigen Beamforming mithilfe linearer Antennengruppen mit der Absicht untersucht, jene SignalausloKschung zu vermeiden, die sich normalerweise ergibt, wenn mit dem Signal korrelierte interferenzen in der Umgebung vorhanden sind. Die hier vorgeschlagenen optimalen AnsaKtze beruhen einerseits auf einem harmonischen Modell fuKr die Signale und Interferenzen und andererseits auf einer zweckdienlichen Charakterisierung des signalfreien Interferenz-Unterraums anhand der Beobachtungsdaten. Die so gewonnene Charakterisierung fuKhrt zu einer breitbandigen Verallgemeinerung von Ergebnissen, die fruKher in der Literatur zum schmalbandigen Beamforming berichtet worden sind. Die drei hier vorgeschlagenen Beamformer beseitigen vollstaKndig und ohne jeden nachteiligen E!ekt die SignalausloKschung. Computersimulationen werden vorgestellt, die die LeistungsfaKhigkeit der drei hier vorgeschlagenen Beamformer bei Vorhandensein von korrelierten und unkorrelierten interferenzen unter Beweis stellen.