[发明专利]一种二级嵌套阵下基于四阶累积量的波束形成方法

摘要

本发明提供了一种二级嵌套阵下基于四阶累积量的波束形成方法，在物理阵元数目限和干扰数超出阵列自由度的条件下，利用四阶累积量的阵列扩展作用和二级嵌套阵的稀疏阵形，减少了在均匀线阵模型中进行扩展时出现的大量阵元冗余，增加了产生的虚拟阵元的可用数量，进一步增加了阵列自由度，改善了算法在超自由度干扰抑制时的性能，并利用四阶累积量具有的盲高斯性改善了算法在小信噪比下的表现，给出了在MVDR约束下该方法的权值求解形式。

主权项

1.一种二级嵌套阵下基于四阶累积量的波束形成方法，其特征在于包括下述步骤：采用二级均匀直线嵌套阵作为接收阵列，阵元总数为M，第一级阵的阵元数为M1，阵元间距为d，第二级阵的阵元数为M2，阵元间距为(M1+1)d；假设阵列接收的p个信号S(t)＝[s1(t),…sp(t)]T相互独立，均为远场窄带信号，入射方向分别为θ1…θp，接收信号的矩阵表示形式X(t)＝A(θ)·S(t)+N(t)，其中，A(θ)＝[a(θ1),…a(θp)]为阵列流形，N(t)表示噪声，则该阵列信号的四阶累计量的协方差矩阵其中，1≤k₁,k₂,k₃,k₄≤M，表示第i个信号对应的方向向量中的第k_j个值，j＝1、2、3、4；根据k1,k2,k3,k4的组合运算，组合出M4个值，放入M2×M2的矩阵R4中，R4((k1‑1)M+k3,(k2‑1)M+k4)＝C4x(k1,k2,k3,k4)，R4便是通过计算天线接收数据的四阶累积量得到的协方差矩阵；对于期望信号s(t)，假设其入射方向为θ0，则对于嵌套阵，期望信号的导向矢量b(θ₀)是(M₁+M₂)²*1维的，每个元素代表一个阵元的位置矢量，γ表示二级嵌套阵列中第i个阵元的位置；在MVDR的约束下，求解二级嵌套阵加四阶累积量的波束形成对应的权值，得到最优权表达式