[发明专利]加权子空间自适应天线方向图旁瓣形状精确控制方法

权利要求书

1.一种基于加权子空间的自适应天线方向图旁瓣形状精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据波束指向和期望的旁瓣电平分布确定旁瓣加权函数；

步骤2，使用旁瓣加权函数对旁瓣区导向性矢量进行加权，采用加权后的旁瓣区导向性矢量计算旁瓣协方差矩阵，取其主特征向量构建旁瓣子空间矩阵；

步骤3，将自适应权重向旁瓣子空间矩阵投影，通过不等式约束其模值；将该不等式约束和MVDR优化问题联立，形成改进的MVDR代价函数；

步骤4，采用内点法求解自适应权重。

2.根据权利要求1所述的基于加权子空间的自适应天线方向图旁瓣形状精确控制方法，其特征在于，步骤1具体为：

步骤1-1，构建旁瓣加权子函数h₁(θ)；

假设方向图期望波束指向为θ₀，其旁瓣区范围为Θ，期望的旁瓣电平分布函数为DSL(θ)，θ∈Θ，单位为dB；那么，期望的峰值旁瓣电平幅度可表示为DPSLA＝10^{(max(DSL(θ))/20)}，θ∈Θ；取该加权子函数用于控制自适应方向图旁瓣电平均匀分布；

步骤1-2，构建旁瓣加权子函数h₂(θ)；

取h₂(θ)＝10^{(-DSL(θ)/20)}，θ∈Θ，该加权子函数实现期望旁瓣形状控制；

步骤1-3，构建最终旁瓣加权函数h(θ)＝h₁(θ)×h₂(θ)，θ∈Θ。

3.根据权利要求2所述的基于加权子空间的自适应天线方向图旁瓣形状精确控制方法，其特征在于，步骤2具体为：

步骤2-1，构建加权旁瓣协方差矩阵R_Θ；

在旁瓣区Θ内均匀选取J个角度θ_j，j＝1,2,...,J，根据公式计算加权旁瓣协方差矩阵R_Θ，a(θ_j)为阵列导向性矢量，JN，N为阵元数，保证R_Θ为满秩矩阵；指数p根据期望的旁瓣电平分布函数DSL(θ)设置，若仅需要控制自适应方向图峰值旁瓣电平，对旁瓣形状无要求，则p＝0，即不进行加权；否则p＝1，保证加权函数h(θ)有效；

步骤2-2，构建旁瓣区约束矩阵V_Θ；

对R_Θ进行特征值分解，将特征值按降序排列，λ_n为R_Θ的第n个特征值，v_n为对应的归一化特征向量；取前M个特征向量构成旁瓣子空间V_Θ＝[v₁,v₂,...,v_M]，以V_Θ作为旁瓣区约束矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于加权子空间的自适应天线方向图旁瓣形状精确控制方法，其特征在于，步骤3具体为：

确定波束形成器优化模型；

优化问题的代价函数为

上式中，R_x为阵列接收信号协方差估计矩阵，表示为其中K为采样快拍数，x(k)为阵列接收信号向量；w^Ha(θ₀)＝1为期望信号单位增益约束，为旁瓣子空间不等式约束。