[发明专利]一种利用非圆信号测定天线阵列接收机幅相响应的方法

权利要求书

1.一种利用非圆信号测定天线阵列接收机幅相响应的方法，包括： 

步骤1.初始化处理：将天线阵列的天线数（记为M），天线阵列的接收信号向量的个数（记为P）初始化存入内存； 

步骤2.确定天线阵列的接收信号向量的扩展向量的样本自相关矩阵：首先经过常规方法处理以确定天线阵列的接收信号向量，其次由天线阵列的接收信号向量生成天线阵列的接收信号向量的扩展向量，然后确定天线阵列的接收信号向量的扩展向量的样本自相关矩阵； 

步骤3.确定样本自相关矩阵的噪声子空间：对样本自相关矩阵进行特征值分解，确定样本自相关矩阵的噪声子空间； 

步骤4.确定天线阵列幅相响应的估计：利用样本自相关矩阵的噪声子空间与非圆信号的扩展方向向量之间的正交关系，确定天线阵列幅相响应估计。 

2.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤2中所述经过常规方法处理以获取天线阵列的接收信号向量，其处理方法为I/Q双通道接收方法或希尔伯特变换处理方法，确定的天线阵列的接收信号向量的样本为： 

x(t)＝[x₁(t) x₂(t) … x_M(t)]^T

其中x(t)为天线阵列接收的信号向量，向量维数等于天线阵列的天线个数M，t为采样时刻，t＝1,2,…,P，P表示与采样时刻数对应的天线阵列的接收信号向量的个数，x_m(t)表示天线阵列的接收信号向量x(t)的第m个元素，m＝1,2,…,M，[·]^T表示矩阵或向量的转置。 

3.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤2中所述由天线阵列的接收信号向量生成扩展向量为： 

其中，向量x^*(t)表示向量x(t)的共轭。 

4.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤2中所述确定天线阵列的接收信号向量和虚拟向量的样本自相关矩阵为： 

其中，表示样本自相关矩阵，t为采样时刻，每一采样时刻对一个接收信号向量采样，t＝1,2,…,P，P表示与采样时刻数对应的天线阵列的接收信号向量的个数，[·]^H表示向量或矩阵的共轭转置。 

5.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤3中所述对样本自相关矩阵进行奇异值分解，样本自相关矩阵的特征值分解为： 

其中矩阵Λ是对角矩阵，对角向上的元素分别对应样本自相关矩阵的特征值，按降序排列即λ₁≥λ₂>λ₃≥…≥λ_2M，矩阵U是由样本自相关矩阵R的特征向量u₁,u₂,u₃,…,u_2M构成的矩阵，与特征值一一对应，[·]^H表示向量或矩阵的共轭转置；在步骤3中所述确定样本自相关矩阵的噪声子空间，样本自相关矩阵的噪声子空间为：Q＝[u_K+1 u_K+2 … u_2M]，其中K为非圆信号的个数，可以采用背景技术中常用的大特征值判定方法确定非圆信号的个数K，M为天线阵列的天线个数。 

6.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤4中所述利用样本自相关矩阵的噪声子空间与非圆信号的扩展方向向量之间的正交关系，该正交关系为： 

其中φ_k、θ_k和a(θ_k)分别表示第k个非圆信号的相位角、相对于天线阵列的方向和方向θ_k对应的天线阵列方向向量，k＝1,2,…,K，K为非圆信号的个数，G为一个对角矩阵，其第m个对角元素G(m,m)表示第m个阵元接收机的幅相响应。 

7.按权利要求1所述干扰环境下天线阵列方向向量的测定方法，其特征在于在步骤4中所述确定天线阵列幅相响应的估计，就是先对矩阵D进行特征分解，然后选择矩阵D的特征值中最接近1的特征值所对应的特征向量为天线阵列幅相响应的估计，其中，矩阵D由样本自相关矩阵的噪声子空间Q和已知非圆信号的方向向量a(θ₁)和a(θ₂)根据正交关系而确定，即 

D＝1/2(B₁+B₂) 

其中 

Q₁和Q₂分别表示由矩阵Q的上面M行向量和下面M行向量组成的矩阵。