[发明专利]一种基于导向矢量修正的稳健自适应波束形成方法

摘要

本发明涉及一种基于导向矢量修正的稳健自适应波束形成方法，包括：计算系统的采样协方差矩阵Rx；根据先验的期望信号波达角范围及由阵列模型决定的导向矢量，得到区分期望信号空域特征的参考矩阵C；对Rx进行特征分解；对C进行特征分解并将特征值由大到小排列，取前面的特征值构造投影矩阵；求取检测矩阵；对检测矩阵进行特征分解，根据最大特征值判断信号强弱；根据信号强弱分别进行优化；求取波束形成矢量。本发明能克服信号导向矢量失配，通过自适应调整阵列传感器的复加权值，形成对准来波方向的波束，能为信号接收提供较大的阵列增益。

主权项

一种基于导向矢量修正的稳健自适应波束形成方法，包括以下步骤：步骤一：计算系统的采样协方差矩阵，得到由N次快拍采样的接收信号xn构建传感器阵列接收信号的协方差矩阵Rx；步骤二：根据先验的期望信号波达角范围Θ及由阵列模型决定的导向矢量d(θ)，得到区分期望信号空域特征的参考矩阵C；步骤三：对Rx进行特征分解，估计出来波信号的个数KR，并将Rx最大的KR个特征值对应的特征向量排列成矩阵B；步骤四：对C进行特征分解并将特征值由大到小排列，取前KC个特征向量排列成矩阵D，可得投影矩阵PD＝DHD，其中，(·)H是Hermitian转置运算，KC个数由阵列模型决定；步骤五：求取检测矩阵P＝BBH(DDHBBH)10；步骤六：对检测矩阵P进行特征分解，根据最大特征值判断信号强弱，若其最大特征值大于0.5，则判定为强信号；若小于0.5，则判定为弱信号；步骤七：求取约束矩阵由P由最大特征值对应的特征向量p求得，步骤八：若判定为弱信号，采用如下优化问题求取A：minATr(Rx-1A)]]>s.t.Tr(A)＝MTr((I-PD)A)≤maxθ∈ΘdH(θ)(I-PD)dH(θ)]]>A±0步骤九：若判定为强信号，采用如下的优化问题求取A：minATr(Rx-1A)]]>s.t.Tr(A)＝MTr((I-P~)A)≤0.3]]>A±0步骤十：由A得到修正后的导向矢量a，这得分两种情况：第一，当A的秩为一时，a是A的唯一特征向量；第二，当A的秩大于一时，分解A＝YYH，按下式求取中间矩阵E=1MYHY-YHCYTr(YHCY),]]>则a应为正交于E的所有特征向量之和组成的向量，据此求得a；步骤十一：按如下公式求取波束形成矢量：w=Rx-1aaHRx-1a.]]>