一、什么是波束形成

波束形成是對傳感器接收到的數據進行加權處理，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。用更專業細分的說法，作用1是自適應波束形成算法，而作用2是自適應零點算法。這兩個方向組成了陣列信號處理的一個重要部分——自適應空域濾波。MVDR就是其中的經典代表。

可以說，波束形成是一種空域濾波方法，其研究內容是設計一組空域濾波器的加權向量，使得感興趣方向的信號無失真地通過，同時抑制噪聲和其他方向的干擾。也就是說，你拿這個加權系數乘以接收數據矩陣，就能恢復期望方向信號的波形。

二、什么是空間譜估計

空間譜估計中有個譜的概念，是應用傳感器陣列中各個傳感器陣元在空間中不同位置點之間的關系去估計空間信號的參數，其中各個傳感器陣元在空間中不同位置點之間的關系就是譜的提法來源，并且注意空間譜并不是要形成波束，更側重于估計。

空間譜估計的主要的功能是對空間信號進行定位、跟蹤或者為其它方法提供所需要的參數，主要被應用于估計信源的個數、位置以及空域參數等。而波達方向估計是空間譜估計研究領域中最重要的任務之一。對于許多簡單的應用場景，空間譜估計就等價為波達方向估計。空間譜估計的主要代表是子空間類方法，其中包括多重信號分類（Music）和旋轉不變子空間（ESPRIT）算法。該類方法在分辨能力上突破了傳統的瑞利極限，被稱為超分辨算法。

空間譜估計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方向進行空域濾波，然后再計算各個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，得到各方向導向矢量與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空域內稀疏的特性，最小化各目標參數的同時求出最稀疏的解，從而估計出幾個信號的方向和功率值。

三、波束形成和空間譜估計的區別

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

以上就是關于波束形成和空間譜估計的知識希望對大家有幫助。