[发明专利]基于虚拟阵列零陷加宽的自适应波束形成方法

摘要

本发明提出了一种基于虚拟阵列零陷加宽的自适应波束形成方法，主要解决现有技术中由于接收平台的震动、干扰位置快速变化引起的干扰偏移从而不能被对消的问题。其实现步骤为：1.获取均匀天线阵列的相关参数、来波信号的相关参数；2.利用天线阵列的接收数据，加入离散虚拟干扰，构建天线阵列新的接收数据；3.利用阵列天线的相关参数计算期望信号的方向矢量；4.利用克罗内克积Kronecker生成虚拟接收数据和虚拟导向矢量及期望信号的方向矢量，计算零陷加宽后的自适应波束形成的最优权系数。本发明通过构造四阶累积矩阵弥补了增加离散干扰时天线损失的孔径，加宽了干扰信号的零陷，提升了抗干扰性能，可用于信号处理系统。

主权项

一种基于虚拟阵列零陷加宽的自适应波束形成方法，其特征在于，包括：(1)获取均匀天线阵列的阵元数N和阵元间距d，天线阵列接收数据x(t)，获取期望信号的来波方向θ0，干扰信号个数M，信号频率f和期望信号波长λ；(2)利用天线阵列的接收数据，根据天线位置排布设置一个趋近于0的相位角参数Δθ，构建天线阵列新的接收数据xx(t)：(2a)根据天线位置排布设置一个趋近于0的相位角参数Δθ，利用阵列接收数据x(t)，及相位角参数Δθ，构造离散虚拟干扰Δx(t)：Δx(t)=10......00exp(-j2πdsin(Δθ)λ)...........................exp(-j2π(M-2)dsin(Δθ)λ)00......exp(-j2π(M-1)dsin(Δθ)λ)·x(t)]]>其中，j表示虚数单位；(2b)利用阵列接收数据x(t)及离散虚拟干扰Δx(t)，构造天线阵列新的接收数据xx(t)：xx(t)＝x(t)+u×Δx(t)其中，u是调整零陷宽度的调节因子，取值范围是0～1；(3)利用步骤(1)获取的阵列天线阵元数N和阵元间距d，计算信号在第i个阵元的时延τi，根据该时延τi，计算期望信号的方向矢量a(θ0)，i＝1,2,...,N；(4)利用克罗内克积Kronecker生成虚拟接收数据和虚拟导向矢量，得到零陷加宽后的自适应波束形成最优权系数ω：(4a)利用天线阵列新的接收数据，得到四阶累积矩阵Cxy：Cxy=C1C2C3C4]]>其中C2＝cum(xx1,xxM,xx,YH),C3＝cum(xxM,xxM,Y,xxH)，C4＝cum(xxM,xxM,Y,YH)，cum表示克罗内克积，*表示复共轭，H表示共轭转置，xx表示天线阵列新的接收数据，xx1表示天线阵列第一根天线新的接收数据，xxM表示天线阵列第M根天线新的接收数据，Y表示没有包含第一根接收天线的接收数据；(4b)利用四阶累积矩阵Cxy和期望信号的方向矢量a(θ0)，得到零陷加宽后的自适应波束形成最优权系数ω：ω=Cxy-1a(θ0)aH(θ0)Cxy-1a(θ0)]]>其中，θ0表示期望信号的波达方向，a(θ0)表示期望信号的方向矢量，Cxy表示天线接收数据的四阶累积矩阵，Cxy‑1表示Cxy的逆矩阵，aH(θ0)表示期望信号方向矢量的共轭。