[发明专利]一种阵列激励动态范围可控的宽波束增益增强方法

权利要求书

1.一种阵列激励动态范围可控的宽波束增益增强方法，其特征在于，包括：

步骤S1，预处理：

对阵列天线的波束方向的值域进行离散化处理，得到多个离散点，表示为(θ,φ)，其中，θ表示波束方向的俯仰角，φ表示波束方向的方位角；

根据公式计算正定矩阵A，并对正定矩阵A进行矩阵分解A＝C^HC，得到矩阵C，其中，a(θ,φ)表示波束方向(θ,φ)的阵列因子；

将阵列天线的主瓣区域和副瓣区域分别均匀离散化为L_ML和L_SL个离散角；

遍历主瓣区域的每个离散角，基于每个离散角的阵列因子a_k，计算矩阵B₁的元素b_1,k＝C^-Ha_k，得到矩阵其中，主瓣区域的离散角编号k＝1,...,L_ML；

遍历副瓣区域的每个离散角，基于每个离散角的阵列因子a_s，计算矩阵B₂的元素b_2,s＝C^-Ha_s，得到矩阵其中，副瓣区域的离散角编号s＝1,...,L_SL；

步骤S2：设置迭代相关参数，包括：

设置三个门限c₀、c₁和c₂，最大内循环次数Imax，以及最大外循环次数Omax；

初始化两个惩罚因子ρ₁和ρ₂，初始化内循环次数ζ＝0，外循环次数r＝0；

初始化两对偶变量u₁和u₂，其中，u₁为L_ML维行向量，u₂为L_SL维行向量；

初始化阵列激励w，根据公式x＝Cw得到待求解量x的初始值；

步骤S3，内循环更新处理：

步骤S3-1，计算第一中间量J和第二中间量

J＝∠(v₁)

其中，J是L_ML维列向量，是L_SL维列向量，参量参量∠(·)表示复值向量元素的相位；

步骤S3-2，计算第三中间量t和第四中间量h：

求解使得代价函数最小的t和h的值作为初始求解结果将初始求解结果反序排列，得到更新后的第三中间量t和第四中间量h；

其中，g表示临时变量，且g≥0，θ_k表示主瓣区域的第k个离散角估计值，表示副瓣区域的第s个离散角估计值，k＝1,...,L_ML，s＝1,...,L_SL；v₃＝v₂/γ，γ表示期望副瓣电平的算术平方根；

步骤S3-3，更新x：

定义：

定义则更新后的x为：

其中，β表示期望阵列激励动态范围；

步骤S3-4，内循环次数ζ自增1，再判断内循环次数ζ是否达到最大内循环次数Imax，若是，则执行步骤S4，并重置内循环次数ζ＝0，否则，执行步骤S3；

步骤S4，外循环更新处理：

根据公式计算得到本轮外循环的度量值；将上一轮外循环计算得到的度量值与门限c₀的乘积作为当前外循环参考值；

若当前度量值小于或等于当前外循环参考值，则仅对u₁和u₂进行更新，ρ₁和ρ₂分别与上一轮外循环的值相同，其中，将u₁更新为：将u₂更新为

若当前度量值大于当前外循环参考值，则仅对ρ₁和ρ₂进行更新，u₁和u₂分别与上一轮外循环的值相同，其中，更新后的ρ₁＝c₁ρ₁，更新后的ρ₂＝c₂ρ₂；

更新完毕，令外循环次数r自增1，再判断外循环次数r是否达到最大外循环次数Omax，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S3；

步骤S5，基于当前得到的x，根据公式w＝C^-1x得到在期望阵列激励动态范围β条件下的最优宽波束增益的阵列激励w。