[发明专利]一种线性约束虚拟天线波束形成方法

摘要

本发明公开了一种线性约束虚拟天线波束形成方法，包括如下步骤：首先对到达阵列天线的M个干扰的大致方位进行预估计；确定变换区域Θ，根据实际阵列与虚拟阵列的流形关系，进行内插变换，得到变换矩阵；利用变换矩阵得到虚拟阵列的协方差矩阵；对虚拟阵列协方差矩阵进行前后向空间平滑处理；再构造内插变换区域导向矢量的相关矩阵，提取相关矩阵中较大特征值对应的特征向量，并对提取出的特征向量施加线性置零约束；求得最优加权矢量并形成波束。本发明能够极大的加深虚拟阵列所形成波束的零陷深度，降低副瓣电平，提高输出信干噪比。有效抑制超阵列自由度干扰，提高了虚拟天线阵列的抗干扰性能。

主权项

一种线性约束虚拟天线波束形成方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一：对到达阵列天线的M个干扰的方位进行预估计；步骤二：根据上步与估计结果确定内插变换区域Θ，在变换区域内均匀划分出L个插值点，确定实际阵列和虚拟阵列在各个插值点的导向矢量，并得到实际阵列流形矩阵A和虚拟阵列流形矩阵得到变换矩阵步骤三：利用变换矩阵B，将实际阵列的协方差矩阵变换为虚拟阵列的协方差矩阵：再对矩阵进行空间平滑处理，得到一个新的虚拟阵列的协方差矩阵$\widehat{\stackrel{\‾}{R}}=\frac{\stackrel{\‾}{R}+J{\stackrel{\‾}{R}}^{*}J}{2};$其中：B：表示实际阵列与虚拟阵列的变换矩阵；表示实际阵列的协方差矩阵；表示虚拟阵列的协方差矩阵；J：表示一个转换矩阵，步骤四：在内插变换区域内Θ，构建虚拟阵列的导向矢量相关矩阵Q，对Q进行特征分解，得到：变换区域内有M个干扰，提取Q中M个大特征值对应的特征向量构造矩阵步骤五：虚拟阵列的期望信号导向矢量为得到基于线性约束的虚拟阵列波束形成准则为：$\left\{\begin{array}{c}\underset{w}{\min }{w}^H\widehat{\stackrel{\‾}{R}}w\\ \begin{array}{cc}st.& w^{H}U=f\end{array}\end{array}\right.$其中：f＝[1,0,…,0]^H，f是一个(M+1)×1维的矩阵，表示虚拟阵列的阵元个数；表示对Q进行特征分解所得到的第k个特征值；表示对Q进行特征分解所得到的第k个特征值所对应的特征向量；w：表示最优加权矢量；步骤六：利用Lagrange乘积法，求得最优加权矢量进行波束形成，得到虚拟阵列输出数据。