[发明专利]一种空间分布散射源稳健自适应波束形成方法

摘要

本发明一种空间分布散射源稳健自适应波束形成方法，首先利用接收数据形成协方差矩阵，然后选择失配约束参数并按照本发明的方法计算自适应波束形成器的最优加权矢量，进而获得一种稳健的自适应波束形成方法。本发明可以解决：当假定的信号阵列响应和其实际值之间存在失配时，如何改善自适应波束形成器的性能急剧下降问题；当其它阵列失配也存在时，如何保证在所有失配存在条件下改善由于信号失配和其它失配引起的自适应波束形成器性能下降的技术问题。本发明可广泛应用于雷达、通信、医学成像、麦克风微阵列、地震探测等等自适应阵列处理。

主权项

1.一种空间分布散射源稳健自适应波束形成方法，其特征在于：当假定的信号阵列响应和其实际值之间存在失配时，按以下步骤进行：(一)利用接收数据形成数据协方差矩阵数据协方差矩阵的计算公式为：R^=1NΣn=1Nx(n)xH(n)]]>其中N为训练快拍数量，n为时间序号，x(n)为阵列接收数据，上标“H”为向量的共轭转置；(二)选择信号阵列响应失配模约束参数ε，确定假定的信号协方差矩阵R_s：选择信号阵列响应失配模约束参数ε，ε＞0，该参数用于对阵列误差进行约束，即：||Δ||≤ε其中Δ为误差矩阵，用来描述有用信号阵列响应失配的影响，||·||表示矩阵的Frobenius范数；然后确定假定的信号协方差矩阵R_s，计算公式为：Rs=δs2asasH]]>其中是信号功率，a_s是信号导向矢量；(三)获得最优权矢量：计算最优权矢量：w＝P{R^-1(R_s-εI)}，或w＝P{(R+λεI)^-1R_s}，其中λ等于矩阵R^-1(R_s-εI)最大特征值的倒数，P{·}表示求矩阵的主特征矢量算子，即对应于最大特征值的特征矢量；(四)获得阵列输出和阵列方向图：用步骤(三)得到的最优权矢量得出阵列的输出为：y(n)＝w^Hx(n)其中n为时间序号，x(n)为阵列接收数据，w为已经计算出来的最优权矢量，y(n)为阵列输出；阵列方向图为：F(θ)＝w^HA其中A为阵列波束覆盖区域的阵列方向矩阵。