[发明专利]一种具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法

权利要求书

1.一种具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用离散样点设计多项式结构波束形成器滤波模块中的抽头权值；将指向可调范围、信号频率范围和入射角度范围离散化，得到调向角度样点、频率样点和角度样点；

(2)分别用调向角度样点控制调向模块，对所得波束图求解波束的实际指向，确定不同调向角度样点和频率样点处的波束图，从而得到调向角度和实际指向的离散对应关系；

(3)对调向角度及其对应实际指向的离散样点进行多项式拟合，得到调向角度和实际指向的连续非线性映射关系；

(4)利用步骤(3)所得结果更新调向模块的参数。

2.根据权利要求1所述具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于：在步骤(1)中，利用离散样点设计滤波模块中FIR滤波器的抽头权值，权值设计完成后便不再更改。

3.根据权利要求1所述具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于：在步骤(2)中，采用下式求解不同调向角度和频率上的波束实际指向：

上式中，φ_i和f_p分别为调向角度和频率的离散样点，i＝1,...,I，p＝1,...,P；I和P为调向范围和频率范围上的采样点数，θ∈Θ为信号到达角度，Θ为角度变化范围；P(φ_i；f_p,θ)为调向角度为φ_i且频率为f_p时的波束图，ψ(φ_i,f_p)为波束图对应的实际指向，max{·}表示最大值。

4.根据权利要求3所述具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于：在步骤(3)中，采用下式求解多项式拟合的拟合函数g(φ)＝a₀+a₁·φ+...+a_N·φ^N的系数：

a＝(J^TJ)^-1J^Tψ

上式中，a＝[a₀,...,a_N]^T为多项式系数的向量，N为多项式阶数，ψ＝[ψ₁,...,ψ_I]^T，ψ_i＝[ψ(φ_i,f₁),...,ψ(φ_i,f_P)]，

其中，[·]^T表示转置。

5.根据权利要求4所述具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于：在步骤(3)中，由N＝1开始，逐步增大N并求解相应的拟合函数的系数a₀,...,a_N，直到下式成立则认为拟合满足要求：

上式中，ε为提前设置的误差门限。

6.根据权利要求4所述具有波束指向自校正能力的多项式结构波束形成器设计方法，其特征在于：在步骤(4)中，采用下式更新现有多项式结构中调向模块的调向因子：

[f(φ)-φ₀]/φ₀

上式中，f(φ)＝g^-1(φ)，[·]^-1表示逆函数，φ₀表示归一化参考角度。