[发明专利]基于虚拟阵列零陷加宽的自适应波束形成方法

权利要求书

1.一种基于虚拟阵列零陷加宽的自适应波束形成方法，其特征在于，包括：

(1)获取均匀天线阵列的阵元数N和阵元间距d，天线阵列接收数据x(t)，获取期望信号的来波方向θ₀，干扰信号个数M，信号频率f和期望信号波长λ；

(2)利用天线阵列的接收数据，根据天线位置排布设置一个趋近于0的相位角参数Δθ，构建天线阵列新的接收数据xx(t)：

(2a)根据天线位置排布设置一个趋近于0的相位角参数Δθ，利用阵列接收数据x(t)，及相位角参数Δθ，构造离散虚拟干扰Δx(t)：

其中，j表示虚数单位；

(2b)利用阵列接收数据x(t)及离散虚拟干扰Δx(t)，构造天线阵列新的接收数据xx(t)：

xx(t)＝x(t)+u×Δx(t)

其中，u是调整零陷宽度的调节因子，取值范围是0～1；

(3)利用步骤(1)获取的阵列天线阵元数N和阵元间距d，计算信号在第i个阵元的时延τ_i，根据该时延τ_i，计算期望信号的方向矢量a(θ₀)，i＝1,2,...,N；

(4)利用克罗内克积Kronecker生成虚拟接收数据和虚拟导向矢量，得到零陷加宽后的自适应波束形成最优权系数ω：

(4a)利用天线阵列新的接收数据，得到四阶累积矩阵C_xy：

其中C₂＝cum(xx₁,xx_M,xx,Y^H),C₃＝cum(xx_M,xx_M,Y,xx^H)，C₄＝cum(xx_M,xx_M,Y,Y^H)，cum表示克罗内克积，*表示复共轭，H表示共轭转置，xx表示天线阵列新的接收数据，xx₁表示天线阵列第一根天线新的接收数据，xx_M表示天线阵列第M根天线新的接收数据，Y表示没有包含第一根接收天线的接收数据；

(4b)利用四阶累积矩阵C_xy和期望信号的方向矢量a(θ₀)，得到零陷加宽后的自适应波束形成最优权系数ω：

其中，θ₀表示期望信号的波达方向，a(θ₀)表示期望信号的方向矢量，C_xy表示天线接收数据的四阶累积矩阵，C_xy^-1表示C_xy的逆矩阵，a^H(θ₀)表示期望信号方向矢量的共轭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中计算信号源在第i个阵元的时延τ_i，按如下公式计算：

其中，c表示光速，θ₀表示期望信号的波达方向，d表示阵元间距。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4b)中计算信号源的方向矢量a(θ₀)，计算公式为：

其中，T表示转置，τ_i表示信号源在第i个阵元的时延，f表示信号源频率，j表示虚数单位。