[发明专利]基于迭代算法的稳健波束形成方法

权利要求书

1.基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1、使用PI谱计算出PI算法的权值；

步骤2、利用PI谱及PI算法的权值在期望信号可能空域范围外重构干扰噪声协方差矩阵；

步骤3、利用重构的干扰噪声协方差矩阵，计算波束形成器的最优权值，再重复循环PI算法，从而更新了波束形成器的最优权向量。

2.根据权利要求1所述的基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，所述步骤1中，利用LMS算法来迭代计算PI算法的权值，所述PI算法的权值，计为w_PI；

w_PI=[w₁,w₂,…,w_M]^T；

其中，M为阵元数，T为进行转置计算，w_M为第M个阵元的PI算法权值。

3.根据权利要求1所述的基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，所述步骤2，包括以下几个步骤：

步骤21、根据PI算法计算出期望信号，根据期望信号迭代出PI算法的权向量；

步骤22、根据PI算法的权向量，计算出PI谱估计值；

步骤23、将PI谱估计值在除去期望信号可能的方向以外的空域内进行积分，进而重构干扰噪声协方差矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，所述步骤21中，令：信号频率向量，计为a₀：

a₀=[1,0,…,0]^T；

令：n时刻阵列信号向量，计为x(n)：

x(n)=[x₁(n),x₂(n),x₃(n),…,x_M(n)]^T；

由PI算法的权向量约束条件，w^Ha₀=1，可知PI算法的权向量第一路的权值始终为1保持不变，即w₁=1；

令：辅助权向量，计为w′_PI(n)：

w′_PI(n)=[-w₂,-w₃,…,-w_M]^T；

令：辅助信号向量，计为x′(n)：

x′(n)=[x₂(n),x₃(n),…,x_M(n)]^T；

则输出信号，计为y(n)：

其中，H表示进行求逆转置运算；

根据PI算法将第一路信号看作期望信号，所述期望信号，计为d(n)，则：

d(n)=x₁(n)；

根据LMS迭代算法，可以得到如下的递推公式 ：

其中，μ_PI为PI谱步长因子，e(n)为滤波器估计误差，μ_PIx′(n)e^*(n)表示是对n时刻辅助权向量的修正量，为n+1时刻的期望信号估计值；

根据上述公式求出辅助权向量w′_PI(n)的值后，便可以得到需要的PI算法权向量w_PI(n)。

5.根据权利要求3所述的基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，所述步骤22中，算得的PI算法权向量w_PI(n)，可以用来计算所需的PI谱估计值，记为

其中，θ表示为扫描角度，d(θ)为角度为θ时的期望信号。

6.根据权利要求3所述的基于迭代算法的稳健波束形成方法，其特征在于，所述步骤23中，使用PI空间谱估计值，将其在除去期望信号可能的方向以外的空域内进行积分，进而重构的干扰噪声协方差矩阵R_in(n)；

令：时刻n的重构的干扰噪声协方差矩阵估计值为则

其中，Θ是包含了期望信号所有可能角度的集合，按照扫描角度θ进行的积分运算。