一种基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法与流程

文档序号:11171412
一种基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法与流程
本发明属于自适应阵列天线的控制领域,尤其涉及一种基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法。

背景技术:
自适应天线波束成形技术通过对阵列天线的接收数据进行加权,自适应的在期望信号方向形成恒定的增益,在干扰方位形成零陷,被广泛应用于雷达,声纳,移动通信等领域。当干扰快速运动或者载体平台的振动,或者自适应权值更新速度相对较慢时,权向量训练数据与应用数据可能失配,干扰有可能得不到有效地抑制,这会造成自适应波束成形器的性能明显下降。针对干扰快速运动导致权向量训练数据与应用数据失配的问题,零陷展宽技术通过在干扰附近形成较宽的零陷,有效的抑制快速运动的干扰信号。Mailloux提出了利用一个矩阵对协方差矩阵进行锐化来展宽零陷的方法(参考文献:Covariancematrixaugmentationtoproduceadaptivearraypatternroughs[J].ElectronicsLetters,1995,31(10):771-772),该方法使得零陷深度变浅,阵列增益下降。AlonAmar提出了基于线性约束(LCSS)的零陷展宽方法(参考文献:Alinearlyconstrainedminimumvariancebeamformerwithapre-specifiedsuppressionleveloverapre-definedbroadnullsector[J],SignalProcessing,2015,109(1):165-171),可以在展宽零陷的同时加深零陷,其阵列增益高于Mailloux提出的方法,但该方法需要消耗较多的阵列自由度。实际应用中,由于尺寸、成本等因素,阵列天线的阵元数通常十分有限,此时,AlonAmar提出的LCSS零陷展宽方法,所能达到的零陷宽度和深度都会因为阵元数受到限制,而无法达到理想情况。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种能够获得更高的输出信干噪比的,基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法。一种基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法,包括以下步骤,步骤一:对到达阵列天线的干扰信号方位进行预估计;步骤二:构建扩展协方差矩阵步骤三:将导向矢量相应扩展为步骤四:确定零陷展宽区域Θ,构建展宽区域内的导向矢量相关矩阵CΘ,对导向矢量相关矩阵进行特征分解,在扩展后的N2个特征值中取出个大的特征值对应的特征向量步骤五:由构成线性约束其约束值步骤六:求解线性约束最小方差,得到最优加权矢量步骤七:利用最优加权矢量W对天线阵列接收数据进行加权,得到天线阵列输出数...
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