[发明专利]一种基于干扰噪声协方差矩阵估计的稳健波束形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及阵列信号处理中自适应波束形成领域，具体涉及一种基于干扰噪声协方差矩阵估计的稳健波束形成方法。

背景技术

上世纪六七十年代以来，研究人员开始将一维信号处理逐渐延伸到多维信号处理领域，开辟了阵列信号处理这一新的重要研究领域。阵列信号处理是将几个或者几十个传感器依照一定的组合方式在空间不同位置排成传感器阵列，利用它对空间信号进行接收处理，提取出有用信号的信号特征，分析信号中包含的信息。与单个传感器接收信号的一维信号处理相比，传感器阵列具有灵活的波束控制、较高的处理增益、极强的干扰抑制和较高的空间分辨力等优点。因而最近几十年阵列信号得到飞速的发展，目前阵列信号处理已经成为信号处理领域极为重要的一个分支，广泛应用于雷达、声纳、通信、地震勘测、机电测量、射电天文以及医学诊断等多种国民经济和军事应用领域。

Capon(Minimum Variance Distortionless Respons，MVDR)波束形成算法使得期望信号无失真通过，同时对于噪声和干扰具有较好抑制作用的自适应阵列信号处理技术。在实际应用中，常常采用阵列接收信号协方差求逆的方法来构造MVDR，此方法在接收信号不包含期望信号时性能较好。然而在实际应用中，期望信号往往包含在阵列接收信号中，同时传播过程中波形变化失真、阵元位置误差、信号波达角(Direction of Arrive)估计误差、阵元不一致性等误差将导致期望信号导向矢量出现误差。Capon波束形成算法对于导向矢量误差非常敏感，此时期望信号将被当成干扰进行抑制，产生期望信号相消，造成性能的急剧下降。因此稳健的波束形成方法是学者的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免信号相消，提供更稳健波束的一种基于干扰噪声协方差矩阵估计的稳健波束形成方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)利用天线阵列接收远场窄带入射信号，取有限快拍数进行对接收数据协方差矩阵进行估计,然后对接收数据协方差矩阵进行特征分解，依据入射信号源数目的先验信息获取噪声子空间U_n及估计噪声功率入射信号源数目的先验信息可以由信号源数目估计方法获得，传感器阵列是由N个阵元组成的理想均匀等距线阵，远场空间目标期望信号和P个干扰信号，信号与干扰、干扰与干扰之间互不相关，各通道噪声为互相独立的零均值高斯白噪声，与信号、干扰均不相关，阵列模型，N×1维的阵列接收信号x(t)为：

x(t)=Σm=0Pa(θm)sm(t)+n(t)=a(θ0)s0(t)+AISI(t)+n(t);]]>