[发明专利]自适应加权的子阵级混合MIMO‑相控阵系统的干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于子阵级混合MIMO-相控阵系统领域。

背景技术

子阵级混合MIMO-相控阵系统是将MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入-多输出)系统及相控阵系统进行结合的一种新系统，它能够克服已有的MIMO系统和相控阵系统的一些局限。

MIMO是一种新兴的系统，是目前国内外十分活跃的研究热点。它的优势通常是与传统的相控阵系统相比较而言的。MIMO系统与相控阵系统相比有较大优势，如更好的检测性能、更高的方向分辨率及估计精度，电子对抗及多径环境下更强的鲁棒性等。

但是MIMO系统与相控阵系统相比也存在一些局限，包括：1、各天线阵元发射正交信号，不具备相控阵系统的相干处理增益，从而产生波束形状损失，并在目标散射截面积衰落时性能有所下降。2、产生信噪比(SNR)损失，影响目标检测及参数估计精度等，尽管MIMO系统的这种SNR损失可通过增加累积时间进行补偿，但由于应用中有限的相干处理时间及传播路径损耗等，这种方法有很大局限。3、现代电子系统常包含数百至数千个天线阵元，如直接应用MIMO体制，则需要很多独立的发射信号并在接收端采用数千个数字通道，这在硬件成本及算法运算代价方面均无法承受；而且为得到合适的发射信号，需对维数巨大的优化问题进行求解。

子阵级混合MIMO-相控阵系统克服了MIMO系统的上述局限，可有效降低硬件成本及运算代价。其在保持MIMO系统所有优势的同时，还具有相控阵系统的相干处理增益的能力。但子阵级混合MIMO-相控阵系统目前还刚刚开始研究，有很多问题需要解决，例如自适应干扰抑制的问题。

发明内容

本发明是为了解决子阵级混合MIMO-相控阵系统的自适应干扰抑制的问题，现提供自适应加权的子阵级混合MIMO-相控阵系统的干扰抑制方法。

自适应加权的子阵级混合MIMO-相控阵系统的干扰抑制方法，该方法为：

建立子阵级混合MIMO-相控阵系统，该系统中包括发射阵和接收阵，且发射阵和接收阵的结构完全相同，接收阵包括N个阵元，该N个阵元划分为L个子阵，相邻两个阵元的距离均为半工作波长，且每个子阵的输出的干扰加噪声信号均通过L个匹配滤波器进行匹配滤波，N和L均为正整数；

设接收阵的阵元级导向向量为阵列的子阵转换矩阵为T，利用阵列的子阵转换矩阵T和接收阵的阵元级导向向量获得接收阵的导向向量根据接收阵的导向向量获得虚拟阵列的导向向量其中θ表示俯仰角，表示方位角；

对虚拟阵列输出的干扰加噪声信号进行K次采样，设第k次采样获得的虚拟阵列输出的干扰加噪声向量为y_V(k)，利用该虚拟阵列输出的干扰加噪声向量y_V(k)对虚拟阵输出的干扰加噪声协方差矩阵进行估计，获得虚拟阵列输出的干扰加噪声协方差矩阵的估值其中1≤k≤K；

利用虚拟阵列的导向向量和虚拟阵列输出的干扰加噪声协方差矩阵的估值获得子阵级混合MIMO-相控阵系统的自适应权值w；

利用自适应权值w对子阵级混合MIMO-相控阵的虚拟阵列输出的干扰加噪声信号进行加权，进而实现子阵级混合MIMO-相控阵系统的自适应干扰抑制。

本发明所述的自适应加权的子阵级混合MIMO-相控阵系统的干扰抑制方法，在子阵级混合MIMO-相控阵的接收端能够自适应地抑制干扰，并使系统输出的信干噪比达到最大。

附图说明

图1为子阵级混合MIMO-相控阵系统中阵列的子阵划分图；

图2为子阵级混合MIMO-相控阵系统中接收端的结构示意图；

图3为子阵级混合MIMO-相控阵系统的自适应权值的获得方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1、图2和图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的自适应加权的子阵级混合MIMO-相控阵系统的干扰抑制方法，该方法为：

建立子阵级混合MIMO-相控阵系统，该系统中包括发射阵和接收阵，且发射阵和接收阵的结构完全相同，接收阵包括N个阵元，该N个阵元划分为L个子阵，相邻两个阵元的距离均为半工作波长，且每个子阵的输出的干扰加噪声信号均通过L个匹配滤波器进行匹配滤波，N和L均为正整数；

设接收阵的阵元级导向向量为阵列的子阵转换矩阵为T，利用阵列的子阵转换矩阵T和接收阵的阵元级导向向量获得接收阵的导向向量根据接收阵的导向向量获得虚拟阵列的导向向量其中θ表示俯仰角，表示方位角；