[发明专利]一种基于阵元域数据的阵列多指标优化方法

说明书

本发明提供了一种基于阵元域数据的阵列多指标优化方法。首先，利用阵列和待接收信号的基本信息，确定阵列流型模型；其次，对阵列的阵元位置误差、通道幅度误差、相位误差和阵元间互耦误差进行校正；然后，对阵列中各阵元进行加权，构建凸优化目标数学表达式和凸优化目标条件；求解满足凸优化目标条件的各组权值，将各组权值带入凸优化目标数学表达式，得出并存储各组权值所对应的优化目标值，得到优化目标值最小的一组阵元域加权值；将求得的优化目标值最小的一组阵元域加权值乘到对应的阵元数据上，完成阵列优化。本发明通过同时对阵列主波束位置、副瓣级和零陷位置指标进行优化，同时获得阵列上述指标的最优值达到提升阵列处理性能的目的。

技术领域

本发明涉及一种基于阵元域数据的阵列多指标优化方法，特别是涉及一种适用于基于阵元域数据的阵列多指标优化方法。

背景技术

传统的阵列波束优化技术是利用阵列数据权值对阵列指标进行优化，指标包括副瓣级大小、主波束位置、其他方向零陷位置等。现有技术中，常规波束形成方法就是对主波束位置进行优化；MVDR方法是对主波束位置、其他零陷方向两个指标进行优化；切比雪夫加权方法可以对主波束位置、副瓣级大小进行优化等。然而实际情况中，少数几个指标的优化对工程实际应用的作用有限，往往更希望能够同时对上述指标进行优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够同时对阵列主波束位置、副瓣级和零陷位置指标同时进行优化，达到提升阵列处理性能的目的的，基于阵元域数据的阵列多指标优化方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于阵元域数据的阵列多指标优化方法，具体方法步骤为：

步骤一、利用阵列和待接收信号的基本信息，确定阵列流型模型；

步骤二、对阵列的阵元位置误差、通道幅度误差、相位误差和阵元间互耦误差进行校正；

步骤三、对阵列中各阵元进行加权，构建凸优化目标数学表达式和凸优化目标条件，使阵列的主波束位置、副瓣级和零陷位置指标能够同时得到优化；

步骤四、求解满足所述凸优化目标条件的各组权值，将各组权值带入所述凸优化目标数学表达式中，得出并存储各组权值所对应的优化目标值，得到优化目标值最小的一组阵元域加权值；

步骤五、将求得的优化目标值最小的一组阵元域加权值乘到对应的阵元数据上，完成阵列优化。

所述基本信息包括：布阵方式、阵元数M、阵元间距d、待成主波束位置θ_d和信号频率f。

在所述步骤一中，阵列流型能够表示为：其中ψ_d＝2πd sin(θ_d)/λ，λ＝c/f，c为介质中波的传输速度，[·]^T表示对矩阵作转置运算。

所述步骤二的具体方法为：对阵列输入参数已知的信号，测量阵列中信号参数的变化，实现对阵列误差进行标校。记录标校矩阵为C(θ_d)，则校正后的阵列流型A_c(θ_d)可以表示为：A_c(θ_d)＝C(θ_d)A(θ_d)。

所述步骤三的具体方法步骤为：

1、对阵列中各阵元通道数据进行加权，权值为w；