[发明专利]一种基于干扰功率谱的天线方向图综合方法

权利要求书

1.一种基于干扰功率谱的天线方向图综合方法，其特征在于具体步骤为：

第一步搭建基于干扰功率谱的天线方向图综合系统

基于干扰功率谱的天线方向图综合系统，包括：期望方向图构建模块、干扰功率谱初始化模块、引导向量构建模和赋形方向图获取模块；

期望方向图构建模块的功能为：建立期望方向图的描述函数；

干扰功率谱初始化模块的功能为：通过对干扰功率谱进行初始化处理来计算协方差矩阵；

引导向量构建模块的功能为：定义引导向量的表达式；

赋形方向图获取模块的功能为：通过迭代计算功率谱得到赋形方向图；

第二步期望方向图构建模块建立期望方向图的描述

期望方向图构建模块建立期望方向图的描述为D(θ)：

其中，[θ_min，θ_max]为天线方向图主瓣对应的角度区域，θ为天线方向图角度，L_i(i＝0，...，m)为期望的天线方向图赋形函数，[θ_il，θ_ir](i＝0，...，m)为副瓣对应的角度区域；各角度要求的起伏电平为P(θ)；

第三步干扰功率谱初始化模块对干扰功率谱进行初始化处理

干扰功率谱初始化模块通过构造干扰功率谱密度interference power spectraldensity，简称IPSD的函数取代直接构造干扰信号来计算协方差矩阵R；因为R中的元素为自相关函数的采样，而自相关函数则是IPSD的傅立叶逆变换谱，于是建立了二者的联系；初始将IPSD设置为等幅地分布在所有的区域，包括主瓣区域和旁瓣区域，为了改变主瓣波束的形状需要像调整旁瓣区域那样不断改变主瓣内的干扰功率谱密度函数的强度直到满足期望方向图的形状要求；

第四步引导向量构建模块定义引导向量S_str的表达式

引导向量构建模块建立的引导向量S_str不再是指定某一特定方向的向量，而是主瓣内所有方向引导向量S_θ的矢量和：

λ为载波波长，d_i为阵元i与阵元i+1的间距，N为阵元总数，θ为天线方向图角度；

建立引导向量S_str能够保证主瓣相对于旁瓣的幅度优势；

第五步赋形方向图获取模块通过迭代计算功率谱得到赋形方向图

赋形方向图获取模块首先根据引导向量得到方向图的中间m-1次迭代的形式为F_m-1(θ)：

H为共轭转置，W_m-1为m-1次加权向量，R_m-1为m-1次的协方差矩阵，R_m-1＝IFFT(IPSD_m-1)，IFFT为逆傅立叶变换；

IPSD根据F_m-1(θ)与D(θ)之间的差异不断调整，对于第m次迭代主瓣区域内的IPSD根据下式进行计算

IPSD_m(θ)＝IPSD_m-1(θ)+K(L₀(θ)-F_m-1(θ))，if(|L₀(θ)-F_m-1(θ)|≥P(θ))

P(θ)表示起伏电平，K为迭代系数，取0.2；因为IPSD是非负的，当出现值小于0时则置0；迭代计算直至主瓣角度区域内都满足|D(θ)-F(θ)|≤P(θ)的起伏电平要求；

至此完成基于干扰功率谱的天线方向图综合。