[发明专利]一种卫星导航接收设备波束形成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航接收设备的波束形成方法，尤其涉及基于阵列天线的 卫星导航接收设备的波束形成的方法。

背景技术

目前，阵列信号处理已经应用到了通信、雷达、声纳等系统中，具有处理灵 活、抗干扰能力强等特点，波束形成方法是阵列信号处理中的一个重要技术。 波束形成方法就是计算一组权值，阵列天线根据这组权值可以产生空间指向的 波束，在设定的方向上形成主波束，接收到用户信号。

对于接收设备来说，波束形成的过程是把阵列天线接收到的信号经下变频变 换成中频或基带信号后，进行A/D采样数字化，然后送到波束形成器中。在波 束形成器里，波束合成单元根据波束形成单元计算出的波束形成权值，完成对 各路信号的复加权处理，最后合成出所需的波束输出信号，其中波束形成单元 所使用的波束形成方法是波束形成的核心。

目前，波束形成方法可以分为直接波束形成方法和自适应波束形成方法。直 接波束形成方法就是根据所需的波束指向、旁瓣、零点位置等特性计算权值； 自适应波束形成方法就是根据天线接收到的信号和一定的权值计算准则形成权 值，常用的权值计算准则有最小均方误差(MMSE)准则、最大信号与干扰噪声 比(SINR)准则、最小而乘(LS)准则等。

在卫星导航接收设备中，天线相位中心是其中很重要的一个指标参数，在接 收卫星导航信号时，希望天线相位中心保持恒定，如果忽略天线相位中心对卫 星导航定位有一定的影响。

现有的波束形成方法的主要问题是：在权值计算过程中，没有保证天线相 位中心不变的约束条件，不能保证得到的权值不对天线相位中心造成影响。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足而提供一种应用于卫星导航 接收设备的波束形成方法。本发明方法实现简单，能够避免权值影响天线相位 中心，可以在此基础上形成相应的软件和硬件实现。

本发明一种卫星导航接收设备波束形成的方法，是把阵列天线接收到的信 号经下变频变换成中频或基带信号后，进行A/D采样数字化，然后送到波束形 成器中，在波束形成器里，波束合成单元根据波束形成单元计算出的波束形成 权值，完成对各路信号的复加权处理并合路输出，其特征在于包括步骤：

①确定阵列天线相位中心的相位值为Φ；

②在权值求解过程中加入阵列天线相位中心约束条件，计算得到的一组权 值；

③权值输出。

作为本发明的改进，所述步骤②中在权值求解过程中加入的阵列天线相位 中心约束条件为：

Σn=1Nwnan(θ)=Aexp(j·Φ)]]>(θ∈Θ)

计算得到的一组权值，使得整个波束指向空间的天线相位中心保持恒定为Φ； 其中，N为阵元个数，w_n是第n个阵元的权值；a_n(θ)是θ方向入射信号的方向向 量在第n个阵元上的值；Θ是整个波束扫描空间；A表示增益；Φ为步骤①的相 位值；j是虚数单位，

作为本发明的改进，步骤②中在权值求解过程中加入的阵列天线相位中心 约束条件为：