[发明专利]阵元选择性调零天线波束合成方法

摘要

阵元选择性调零天线波束合成方法，其步骤包括：第一步，由N+1个阵元构成的均匀平面阵列，阵元0接收信号为参考d(k)，其余阵元接收信号构成N维列矢量x(k)；第二步，根据干扰个数J，选择阵列中任意J个阵元接收信号作为权值计算输入信号矢量z(k)；第三步，按照RLS自适应滤波算法，计算权矢量w，直到权值收敛；第四步，调零天线波束合成输出为e(k)＝w^Hz(k)-d(k)。本发明的优势是通过选择调零天线加权采用的阵元个数，在抑制干扰同时，减小了对有用卫星导航信号产生的频率选择性衰落，同时针对均匀平面阵列，采用RLS算法计算权值，具有适用范围广、收敛速度快的优点。本发明可以应用于卫星导航接收机的调零天线领域。

主权项

一种阵元选择性调零天线波束合成方法，具体步骤为：第一步：卫星导航接收机调零天线是由N+1个阵元构成的均匀平面阵列，阵列编号排列从0开始，阵元间距为半个波长到一个波长之间，N为一个自然数；接收信号经过模数转换后，第0个阵元接收信号为d(k)，作为权值计算的参考信号，第1个到第N个阵元接收信号表示为N维列矢量x(k)＝[x₁(k) ... x_N(k)]^T，其中x_i(k)表示第i个阵元接收信号，i＝1,...,N，自然数k为接收信号时间序号，即k＝1,2,...，符号[]^T表示求转置；第二步：已知调零天线接收的强干扰信号个数为J，该个数满足条件J≤N，此时，从第1个阵元到第N个阵元中，任意选择J个阵元接收信号z(k)＝[x₁(k) ... x_J(k)]^T进行权矢量计算，z(k)为J维列矢量；第三步：调零天线权矢量w＝[w₁ ... w_J]^T为J维列矢量，其中w_i表示第i个阵元对应的加权值，i＝1,...,J，权矢量计算采用递归最小二乘(RLS，recursive least‑squares)自适应滤波算法，具体步骤为：(1)取k＝0，设置初始权值w(k)＝[0 ... 0]^T，取遗忘因子λ为接近于1的常数，逆相关矩阵P(k)＝E，其中E为J×J维单位矩阵；(2)令k＝k+1，首先计算中间变量π(k)＝P(k‑1)z(k)，然后分别计算增益向量κ(k)＝π(k)/[λ+z^H(k)π(k)]，先验误差ε(k)＝d(k)‑w^H(k‑1)z(k)，逆相关矩阵P(k)＝(E‑κ(k)z^H(k))P(k‑1)/λ，符号[]^H表示取共轭转置；(3)更新权矢量w(k)＝w(k‑1)+ε^*(k)κ(k)，符号[]^*表示求共轭；(4)判断w(k)是否收敛，如果没有收敛，重新执行第(2)步；如果已经收敛，则取权矢量w＝w(k)，计算结束；第四步：得到抗干扰后的调零天线输出信号为e(k)＝w^Hz(k)‑d(k)。