[发明专利]柔性阵波束形成稳健化实现方法

权利要求书

1.一种柔性阵波束形成稳健化实现方法，其特征在于包括以下步骤：

对拖线阵进行分段得到若干子阵；

对拖线阵全阵中靠近拖揽的子阵命名为第一子阵；对拖线阵的剩余阵元均匀划分子阵；

对靠近拖缆的第一子阵使用自适应波束形成技术，得到第一子阵的波束输出；

后续各子阵在波束指向上与第一子阵相同，使用扰动矩阵补偿后续各子阵接收数据；使用扰动向量补偿第一子阵波束输出，采用优化技术分别得到后续各子阵的权值；

后续各子阵权值分别对对应的各子阵接收数据进行加权，得到后续各子阵波束输出；

将各子阵波束输出进行非相干叠加，得到全阵波束输出；

第一子阵使用MVDR波束形成算法，第一子阵的权值为

其中A₀(θ)为第一子阵导向矢量，R＝E[Z₁Z₁^H]为第一子阵阵列输出协方差矩阵；则第一子阵的波束输出y₁为：

y₁＝ω₁^H(θ)Z₁ (4)

记第j子阵接收数据为Z_j，其权值为ω_j(θ)，由于各子阵波束输出为同一目标，使用扰动矩阵E补偿Z_j，使用扰动向量e补偿第一子阵波束输出，则满足如下公式

根据上式推导求得第j子阵的权值ω_j(θ)并代入下式计算得到第j子阵的波束输出为

则拖线阵波束输出为

y_output＝∑y_j j＝1,2,...,J (19)。

2.根据权利要求1所述的柔性阵波束形成稳健化实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

根据各子阵波束输出和输出数据协方差矩阵计算各子阵的能量输出；将各子阵能量输出进行非相干叠加，得到全阵能量输出。

3.根据权利要求2所述的柔性阵波束形成稳健化实现方法，其特征在于对全阵划分为J段，将靠近拖揽的子阵命名为第一子阵，阵元数为N₁；对拖线阵的剩余阵元均匀划分子阵，拖线阵总阵元数为N，则其余各子阵阵元数为(N-N₁)/(J-1)，记第i个阵元接收到的数据矩阵为X_i，则X_i为：

记第i个阵元在第l个采样时刻所得到的数据为x_i(l)，则第i个阵元接收到的数据矩阵X_i为

X_i＝[x_i(1),x_i(2),...,x_i(l),...,x_i(L)],l＝1,2,...,L,i＝1,2,...,N (1)

其中，L为采样数据快拍数；

记第一子阵接收到的数据为Z₁，则Z₁为：

4.根据权利要求3所述的柔性阵波束形成稳健化实现方法，其特征在于第j子阵的能量输出为

其中，为第j子阵的输出数据协方差矩阵；

则拖线阵能量输出为

P_out＝∑P_j (21)。