[发明专利]一种基于干扰功率谱的天线方向图综合方法

摘要

本发明公开了一种基于干扰功率谱的天线方向图综合方法。首先搭建基于干扰功率谱的天线方向图综合系统，包括：期望方向图构建模块、干扰功率谱初始化模块、引导向量构建模和赋形方向图获取模块；然后通过建立期望方向图描述，初始化干扰功率谱密度，之后建立引导向量，根据期望方向图迭代计算功率谱直至综合方向图满足期望的起伏电平。本发明的方法解决了利用干扰功率谱对主瓣或者主瓣附近的功率方向图形状赋形的问题，实现了基于干扰功率谱进行全角度域天线方向图的综合。

主权项

1.一种基于干扰功率谱的天线方向图综合方法，其特征在于具体步骤为：第一步搭建基于干扰功率谱的天线方向图综合系统基于干扰功率谱的天线方向图综合系统，包括：期望方向图构建模块、干扰功率谱初始化模块、引导向量构建模和赋形方向图获取模块；期望方向图构建模块的功能为：建立期望方向图的描述函数；干扰功率谱初始化模块的功能为：通过对干扰功率谱进行初始化处理来计算协方差矩阵；引导向量构建模块的功能为：定义引导向量的表达式；赋形方向图获取模块的功能为：通过迭代计算功率谱得到赋形方向图；第二步期望方向图构建模块建立期望方向图的描述期望方向图构建模块建立期望方向图的描述为D(θ)：其中，[θmin，θmax]为天线方向图主瓣对应的角度区域，θ为天线方向图角度，Li(i＝0，...，m)为期望的天线方向图赋形函数，[θil，θir](i＝0，...，m)为副瓣对应的角度区域；各角度要求的起伏电平为P(θ)；第三步干扰功率谱初始化模块对干扰功率谱进行初始化处理干扰功率谱初始化模块通过构造干扰功率谱密度interference power spectral density，简称IPSD的函数取代直接构造干扰信号来计算协方差矩阵R；因为R中的元素为自相关函数的采样，而自相关函数则是IPSD的傅立叶逆变换谱，于是建立了二者的联系；初始将IPSD设置为等幅地分布在所有的区域，包括主瓣区域和旁瓣区域，为了改变主瓣波束的形状需要像调整旁瓣区域那样不断改变主瓣内的干扰功率谱密度函数的强度直到满足期望方向图的形状要求；第四步引导向量构建模块定义引导向量Sstr的表达式引导向量构建模块建立的引导向量Sstr不再是指定某一特定方向的向量，而是主瓣内所有方向引导向量Sθ的矢量和：λ为载波波长，di为阵元i与阵元i+1的间距，N为阵元总数，θ为天线方向图角度；建立引导向量Sstr能够保证主瓣相对于旁瓣的幅度优势；第五步赋形方向图获取模块通过迭代计算功率谱得到赋形方向图赋形方向图获取模块首先根据引导向量得到方向图的中间m‑1次迭代的形式为Fm‑1(θ)：H为共轭转置，Wm‑1为m‑1次加权向量，Rm‑1为m‑1次的协方差矩阵，Rm‑1＝IFFT(IPSDm‑1)，IFFT为逆傅立叶变换；IPSD根据Fm‑1(θ)与D(θ)之间的差异不断调整，对于第m次迭代主瓣区域内的IPSD根据下式进行计算IPSDm(θ)＝IPSDm‑1(θ)+K(L0(θ)‑Fm‑1(θ))，if(|L0(θ)‑Fm‑1(θ)|≥P(θ))P(θ)表示起伏电平，K为迭代系数，取0.2；因为IPSD是非负的，当出现值小于0时则置0；迭代计算直至主瓣角度区域内都满足|D(θ)‑F(θ)|≤P(θ)的起伏电平要求；至此完成基于干扰功率谱的天线方向图综合。