[发明专利]通带响应误差加权阻带零响应约束空域矩阵滤波器设计方法

摘要

本发明属于阵列信号处理技术领域，涉及到传感器阵列的数据处理，特别涉及到空域矩阵滤波器设计方法。其特征是通过对最优空域矩阵滤波器通带响应误差权值参数迭代的方式，获得恒定的通带响应误差，同时阻带响应为零。通带响应误差加权系数矩阵是由矩阵滤波器在通带的响应误差的包络获得。通过对各个通带响应误差加权系数的方式，可以实现各个通带响应误差的设定差值。

主权项

1.一种通带响应误差加权阻带零响应约束空域矩阵滤波器设计方法，其特征在于以下步骤，步骤1：令k＝0，w₀(θ_p)＝1；将探测空域离散化，获得V_P，V_S，Θ_P；利用式(1)，计算初始最优空域矩阵滤波器设置各个通带响应比例γ(θ_p)；VP＝[a(θ1),…,a(θp),…,a(θP)],1≤p≤P,θp∈ΘPVS＝[a(θ1),…,a(θs),…,a(θS)],1≤s≤S,θs∈ΘS其中a(θp)、a(θs)分别是通带及阻带离散化后的第p、第s个方向向量，P和S分别对应于通带和阻带区间离散化方向向量数目，VP和VS分别为通带方向向量和阻带方向向量所构成的矩阵，ΘP和ΘS分别为通带方向向量和阻带方向向量的取值区域，θ1,…,θP分别是对应的通带离散化方向，θ1是通带第一个离散化方向，θP是通带最后一个离散化方向；其中，IN×N为单位矩阵，维数为N×N，N为阵元数，R＝diag[w(θ1),w(θ2),…,w(θP)]P×P为通带响应误差加权系数w(θp),p＝1,…,P构成的对角矩阵，设置初始加权系数w(θp)＝w0(θp)＝1，设置各个通带响应比例系数γ(θp)；利用式(1)，计算初始最优空域矩阵滤波器记为步骤2：计算求|E_k(θ_p)|的局部极大值点，获取局部极大值的横坐标相应的纵坐标为步骤3：利用和两点间连线的延长线，计算在横坐标θ₁处的取值z₁，设置(θ₁,max(|E_k(θ₁)|,z₁))为包络加权起始点；步骤4：利用和两点间连线的延长线，计算在横坐标θ_P处的取值z_P，设置(θ_P,max(z_P,|E_k(θ_P)|))为包络加权终点；步骤5：计算(θ_P,max(z_P,|E_k(θ_P)|))共Q+2个点之间的线段，并取α_k(θ_p)为θ_p在相应线段上的取值；βk(θp)为第k次迭代过程中的加权乘积系数，并且令α_k(θ_p)为θ_p在相应的响应误差包络线段上的取值；步骤6：计算下列各式wk+1(θp)＝βk(θp)γ(θp)wk(θp)Rk+1＝diag[wk+1(θ1),wk+1(θ2),…,wk+1(θP)]其中，βk(θp)为第k次迭代中所用的加权乘积因子；Rk+1为第k+1次迭代的阻带响应加权系数矩阵；Hk+1为第k+1次迭代所得的空域矩阵滤波器；判断Hk+1是否满足如下终止条件之一：(a)k+1＝K；此时，此时迭代K次，算法终止；(b)迭代后，空域矩阵滤波器对通带上所有方位的实际响应误差值小于常数算法终止；(c)迭代后，空域矩阵滤波器对通带上所有方位的响应误差变化率都小于常数值算法终止；步骤7：若迭代终止条件满足，则Hk+1即为最终的空域矩阵滤波器；否则，令k＝k+1，重复步骤2～6。