一種基於協方差矩陣擴展的自適應天線波束形成零陷展寬方法與流程

2023-11-01 15:28:15 1

本發明屬於自適應陣列天線的控制領域，尤其涉及一種基於協方差矩陣擴展的自適應天線波束形成零陷展寬方法。

背景技術：
自適應天線波束成形技術通過對陣列天線的接收數據進行加權，自適應的在期望信號方向形成恆定的增益，在幹擾方位形成零陷，被廣泛應用於雷達，聲納，移動通信等領域。當幹擾快速運動或者載體平臺的振動，或者自適應權值更新速度相對較慢時，權向量訓練數據與應用數據可能失配，幹擾有可能得不到有效地抑制，這會造成自適應波束成形器的性能明顯下降。針對幹擾快速運動導致權向量訓練數據與應用數據失配的問題，零陷展寬技術通過在幹擾附近形成較寬的零陷，有效的抑制快速運動的幹擾信號。Mailloux提出了利用一個矩陣對協方差矩陣進行銳化來展寬零陷的方法(參考文獻:Covariancematrixaugmentationtoproduceadaptivearraypatternroughs[J].ElectronicsLetters,1995,31(10):771-772)，該方法使得零陷深度變淺，陣列增益下降。AlonAmar提出了基於線性約束(LCSS)的零陷展寬方法(參考文獻：Alinearlyconstrainedminimumvariancebeamformerwithapre-specifiedsuppressionleveloverapre-definedbroadnullsector[J],SignalProcessing,2015,109(1):165-171)，可以在展寬零陷的同時加深零陷，其陣列增益高於Mailloux提出的方法，但該方法需要消耗較多的陣列自由度。實際應用中，由於尺寸、成本等因素，陣列天線的陣元數通常十分有限，此時，AlonAmar提出的LCSS零陷展寬方法，所能達到的零陷寬度和深度都會因為陣元數受到限制，而無法達到理想情況。

技術實現要素：
本發明的目的是提供一種能夠獲得更高的輸出信幹噪比的，基於協方差矩陣擴展的自適應天線波束形成零陷展寬方法。一種基於協方差矩陣擴展的自適應天線波束形成零陷展寬方法，包括以下步驟，步驟一：對到達陣列天線的幹擾信號方位進行預估計；步驟二：構建擴展協方差矩陣步驟三：將導向矢量相應擴展為步驟四：確定零陷展寬區域Θ，構建展寬區域內的導向矢量相關矩陣CΘ，對導向矢量相關矩陣進行特徵分解，在擴展後的N2個特徵值中取出個大的特徵值對應的特徵向量步驟五：由構成線性約束其約束值步驟六：求解線性約束最小方差，得到最優加權矢量步驟七：利用最優加權矢量W對天線陣列接收數據進行加權，得到天線陣列輸出數...