专利名称：用于阵列天线的零方向控制方法
技术领域：
本发明涉及一种阵列天线系统，特别涉及一种用于零方向控制的计算天线加权的技术。
然而，在诸如使用ADSL(异步数字用户线路)服务作为环球网接入的异步通信情况下，从接收的信号中获得的零方向图也并不总是适用于传输。在这种情况下，有必要以某种方法确定零方向并且在所确定的方向上形成零。
当计算天线加权以及在指定的方向接收信号波和干扰波时，通过在所形成的模式中使用豪厄尔斯-阿普尔鲍姆(Howells-Applebaum)自适应阵列控制算法，可以在所要求的方向上获得形成零的天线加权。豪厄尔斯-阿普尔鲍姆自适应阵列控制算法在例如由SciTech Press(科技出版社)出版的，由Nobuo Kikuma编写的，题目为“阵列天线的自适应信号处理”一书的第四章(第67-86页)MSN自适应阵列中有详细讨论。
图1是显示采用了豪厄尔斯-阿普尔鲍姆自适应阵列控制算法的传统的零方向控制方法的流程图。当零和波束形成方向时，θbeam，θnull(1)，θnull(2)，…θnull(M)被指定，在形成方向的零和波束中产生控制矢量Abeam，ANULL_1，…，ANULL_M，然后被组合以产生Asum。该组合的控制矢量Asum被用于计算协方差矩阵RAA。RAA的逆矩阵被用于计算阵列天线的最佳加权Wbeam。
然而根据上述现有技术的最佳加权计算需要逆矩阵的计算，这样造成了处理时间和计算量的增加，导致了更低的处理速度和硬件数量的增加。
在N单元阵列天线中，通过处理在M个指定的零方向中顺序地选择一个零方向而形成零的2单元天线加权矢量，以及处理在指定的束方向中形成束的N-M单元天线加权矢量而产生N单元阵列天线的天线加权矢量来获得指定的零束天线方向图。每当在M个指定的零方向中顺序地选择的一个零方向形成一个零，通过增加工作天线加权矢量的单元数量来计算最后的天线加权矢量。
根据本发明的一个方面，一种用于产生N单元阵列天线的天线加权矢量以形成具有单个束方向θbeam和M个零方向θnull(1)-θnull(M)(1≤M≤N-2)所指定的天线方向图的方法，该方法包括下列步骤a)产生(N-M)单元阵列天线的工作天线加权矢量，以在单个束方向中形成一束；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作天线加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部及第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
步骤(a)可包括使用下列公式计算工作天线加权矢量Wpattern[Wbeam(1)，...，Wbeam(N-M)]的步骤δWbeam＝exp{-j·k·d·sin(θbeam)}，Wbeam(1)＝1 以及Wbeam(i)＝Wbeam(i-1)·δwbeam(i＝2，3，...，N-M)，这里d是N单元阵列天线两天线单元之间的距离，k是自由空间的传输常数(k＝2π/λ)，λ是自由空间的波长。
步骤(c)可包括使用下列公式计算2单元天线加权矢量Wnull(m)＝[Wnull_1(m)，Wnull_2(m)]的步骤δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))}，Wnull_1(m)＝1 以及Wnull_2(m)＝Wnull_1(m)·δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))}，其中m＝1，2，...，M。
步骤(d)包括使用下列公式计算第一工作加权矢量Wbeam1和第二工作天线加权矢量Wbeam2的步骤Wbeam1＝Wnull_l(m)·Wpattern＝1·Wpattern以及Wbeam2＝Wnull_2(m)·Wpattern＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))}·Wpattern。
步骤(e)包括下列步骤将0附加到第一工作加权矢量Wbeam1的尾部和附加到第二工作加权矢量Wbeam2的头部，以产生第一个扩展的加权矢量[Wbeam1，0]和第二个扩展的加权矢量
；以及将第一扩展的加权矢量和第二扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量Wpattern＝[Wbeam1，0]+
。
根据本发明的另一个方面，一种用于产生N单元阵列天线的天线加权矢量以形成具有M个零方向θnull(1)-θnull(M)(1≤M≤N-1)的指定天线方向图的方法，该方法包括下列步骤a)给N-M单元阵列天线任意准备一工作天线加权矢量；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一扩展的加权矢量和第二扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到已选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
参考图2，阵列天线包括N个天线单元1.1-1.N，它们间隔均匀而且排成一行。将各个天线单元1.1-1.N连接到N个发射机2.1-2.N，将该发射机通过N个数模转换器(D/A)3.1-3.N依次连接到信号处理器4。
信号处理器4包括N个乘法器9.1-9.N和天线加权计算器5。将乘法器9.1-9.N分别连接到D/A转换器3.1-3.N，并将天线加权Wbeam(1)-Wbeam(N)分配给传输数据。该天线加权Wbeam(1)-Wbeam(N)是通过天线加权计算器5从指定的束方向θbeam和零方向θnull(1)，...，θnull(M)计算得来的。
包括乘法器9.1-9.N和天线加权计算器5的信号处理器4是由运行天线加权计算程序的数字信号处理器实现的，这将在后面描述。
在上述电路中，当传输数据输入信号处理器4时，乘法器9.1-9.N将各自的由天线加权计算器5产生Wbeam(1)-Wbeam(N)乘以传输数据。以这种方法，通过D/A转换器3.1-3.N将N个加权的传输数据的数据流从数字信号分别转换为模拟信号。由发射机2.1-2.N通过天线单元1.1-1.N将相应的模拟传输信号发射出去。
天线加权计算(1)参考图3，将形成束的方向θbeam和形成零的方向θnull(1)，...，θnull(M)输入到天线加权计算器5(步骤S101)。这里，M是其方向被指定为零的数目，并且M被限定为N-2或更小。
当输入这些方向时，天线加权计算器5计算加权矢量Wbeam以将其分配给用下列公式(1)-(4)表示的具有形成方向θbeam的束的(N-M)单元阵列天线Wbeam[Wbeam(1)，...，Wbeam(N-M)] (1)，δwbeam＝exp{-j·k·d·sin(θbeam)} (2)，Wbeam(1)＝1 (3)，以及Wbeam(1)＝Wbeam(i-1)·δwbeam；i＝2，3，...，N-M (4)，这里d是天线单元之间的距离，k是自由空间的传输常数(k＝2π/λ)，λ是自由空间的波长(步骤S102)。然后Wpattern＝Wbeam(5)以及m＝1(步骤S103，S104)和重复执行下列步骤8105-S109直到m＝M，这里m＝1，2，...，M。
步骤S105通过下面公式(6)-(9)，在方向θnull(m)形成零的2单元阵列天线的天线加权Wnull(m)计算如下Wnull(m)＝[Wnull_1(m)，Wnull_2(m)] (6)，δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))} (7)，Wnull_1(m)＝1(8)，以及Wnull_2(m)＝Wnull_1(m)·δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))} (9)。
步骤S106使用Wpattern和Wnull(m)，通过下面公式(10)和(11)计算(N-M)单元阵列天线的两个天线加权矢量Wbeam1和Wbeam2Wbeam1＝Wnull_1(m)·Wpattern＝1·Wpattern(10)；以及Wbeam2＝Wnull_2(m)·Wpattern＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))}·Wpattern(11)。
步骤S107通过在Wbeam1的尾部和Wbeam2的头部附加0，计算和累加(N-M+1)单元阵列天线的天线加权矢量，以使用下列公式产生WpatternWpattern＝[Wbeam1，0]+
(12)。
此后，m是逐步增加的(步骤S108)，并且判断是否m＝M(步骤S109)。如果m没有达到M(在步骤S109中的“否”)，则控制返回到步骤S105，并且重复步骤S105-S108直到m＝M。
以这种方法，可获得最后的天线加权矢量Wpattern＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(N)]，并且将这些天线加权输出到乘法器9.1-9.N中相应的一个乘法器。换句话说，通过单个的复数加权指定束和零方向中的每个，而且这些复数加权仅被相乘和相加，以产生一最后的具有指定的束方向θbeam和零方向θnull(1)，...，θnull(M)的天线方向图，导致计算数量的减少。
例子作为例子，下面说明N＝6和M＝3的情况。在这个例子中，在6单元阵列天线系统中指定了单个束方向θbeam和三个零方向θnull(1)，θnull(2)，θnull(3)。
因为N-M＝3，如图4(a)所示，具有束方向θbeam的3单元阵列天线的天线加权矢量Wbeam0首先通过公式(1)-(4)来计算。
随后，公式(6)-(9)首先被用于计算在方向θnull(1)上形成零的2单元阵列天线的天线加权矢量Wnull(1)。使用这个Wnull(1)和上述的Wbeam0，根据公式(10)和(11)可以计算出3单元阵列天线的两个天线加权矢量Wbeam1(1)和Wbeam2(1)。通过将0附加到Wbeam1(1)的尾部和Wbeam2(1)头部，可以计算和累加4单元阵列天线的两个天线加权矢量，以产生如图4(b)所示的使用公式(12)表示的Wpattern。
同样地，公式(6)-(9)可用于计算在方向θnull(2)形成零的2单元阵列天线的天线加权矢量Wnull(2)。使用这个Wnull(2)和上述的Wpattern，根据公式(10)和(11)可以计算出4单元阵列天线的两个天线加权矢量Wbeam1(2)和Wbeam2(2)。通过将0附加到Wbeam1(2)的尾部和Wbeam2(2)头部，计算和累加出5单元阵列天线的两个天线加权矢量，以产生如图4(c)所示的使用公式(12)表示的Wpattern(2)。
由于m没有达到M＝3，公式(6)-(9)同样可被用于计算在方向θnull(3)形成零的2单元阵列天线的天线加权矢量Wnull(3)。使用这个Wnull(3)和上述的Wpattern(2)，根据公式(10)和(11)可以计算出5单元阵列天线的两个天线加权矢量Wbeam1(3)和Wbeam2(3)。通过将0附加到Wbeam1(3)的尾部和Wbeam2(3)头部，计算和累加出6单元阵列天线的两个天线加权矢量，以产生如图4(d)所示的使用公式(12)表示的Wpattern(3)。
以这种方法，可获得最后的天线加权矢量Wpattern(3)＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(6)]，并且将这些天线加权Wbeam(1)，…，Wbeam(6)输出到乘法器9.1-9N中相应的一些乘法器，以控制传输数据的幅度和相位。因此，可以获得具有指定束方向θbeam的单个束和具有方向θnull(1)，θnull(2)，θnull(3)的三个零方向，而不用计算逆矩阵。在这个例子中，三个复数加权Wnull(1)，Wnull(2)，Wnull(3)被用于指定相应的零方向。
图5A-5D给出了对应于图4(a)，图4(b)，图4(c)，图4(d)所示的3单元，4单元，5单元，6单元阵列天线的相应天线方向图。在图5A-5D，虚线表示对应于公式(6)的天线方向图，实线表示对应于公式(5)和(12)的天线方向图。
以这种方法，可获得最后的复数天线加权Wpattern＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(6)]，并且将这些天线加权输出到乘法器9.1-9.6中相应的一个乘法器。换句话说，通过单个的复数加权指定束和零方向中的每一个，而且这些复数加权仅被乘和加，以产生一最后的具有指定的束方向θbeam和零方向θnull(1)，θnull(2)，θnull(3)的天线方向图。因此，不需要计算逆矩阵，从而导致计算数量的减少。
天线加权计算(2)下面参考图6详细说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，仅指定了零方向θnull(1)，...，θnull(M)以产生形成指定的零方向的天线加权。
参考图6，将形成零的方向θnull(1)，...，θnull(M)输入到天线加权计算器5(步骤S201)。这里，M是那些指定了方向的零的数目，并且M被限定为N-1或更小。
然后，将任一个天线加权矢量Wbeam分配给由下列公式(13)表示的(N-M)单元阵列天线Wbeam＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(N-M)](13)(步骤S202)。由此，Wpattern＝Wbeam并且m＝1(步骤S203，S204)以及重复执行下列步骤S205-S209直到m＝M，这里m＝1，2，...，M。
步骤S205通过下面公式(14)-(17)，在方向θnull(m)形成零的2单元阵列天线的天线加权Wnull(m)计算如下Wnull(m)＝[Wnull_1(m)，Wnull_2(m)] (14)，δwnull(m)＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))} (15)，Wnull_1(m)＝1 (16)，以及Wnull_2(m)＝Wnull_1(m)·δwnull(m)＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))} (17)。
步骤S206使用Wpattern和Wnull(m)，通过下面公式(18)和(19)可计算(N-M)-单元阵列天线的两个天线加权矢量Wbeam1和Wbeam2Wbeam1＝Wnull_1(m)·Wpattern＝1·Wpattern(18)；以及Wbeam2＝Wnull_2(m)·Wpattern＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))}·Wpattern(19)。
步骤S207通过在Wbeam1的尾部和Wbeam2的头部附加0，计算和累加(N-M+1)单元阵列天线的天线加权矢量，以产生使用下列公式表示的WpatternWpattern＝[Wbeam1，0]+
(20)。
然后，m逐步增加(步骤S208)，并且判断是否m＝M(步骤S209)。如果m没有达到M(在步骤S209中的“否”)，则控制返回到步骤S205，并且重复步骤S205-S208直到m＝M。
以这种方法，可获得最后的天线加权矢量Wpattern＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(N)]，并且将这些天线加权输出到乘法器9.1-9.N中相应的一个乘法器。换句话说，通过单个的复数加权可指定束和零方向中的每一个，而且这些复数加权仅被相乘和相加，以产生最后的具有指定的零方向θnull(1)，...，θnull(M)的天线方向图，导致计算数量的减少。
参考图7，阵列天线包括N个天线单元1.1-1.N，它们间隔均匀而且排成一条直线。将各个天线单元1.1-1.N连接到N个接收机6.1-6.N，将该接收机通过N个模数转换器(A/D)7.1-7.N依次连接到信号处理器8。
信号处理器8包括N个乘法器9.1-9.N，天线加权计算器5和组合器10。将乘法器9.1-9.N连接到A/D转换器7.1-7.N和组合器10，并将天线加权Wbeam(1)-Wbeam(N)分别分配到相应的所接收的数据流中的一个。该天线加权Wbeam(1)-Wbeam(N)是通过天线加权计算器5从指定的束方向θbeam和零方向θnull(1)，...，θnull(M)计算得来的。天线加权计算方法和第一实施例是相同的，因此省略详细说明。
包括乘法器9.1-9.N和天线加权计算器5的信号处理器8是由运行天线加权计算程序的数字信号处理器实现的。
在上述电路中，由N个接收机6.1-6.N通过N个天线单元1.1-1.N接收的N个接收信号分别通过N个A/D转换器7.1-7.N从模拟转换为数字。根据天线加权Wbeam(1)-Wbeam(N)，通过乘法器9.1-9.N将各个所接收的数据流加权。由组合器10将加权的所接收的数据流组合，以产生接收的数据。
如上所述，根据本发明，可以获得形成指定的束零方向图的天线加权，而不需要计算逆矩阵，从而显著地减少计算量。
权利要求
1.一种用于产生N单元阵列天线的天线加权矢量以形成具有单个束方向θbeam和M个零方向θnull(1)-θnull(M)的指定的天线方向图的方法，1≤M≤N-2，该方法包括下列步骤a)产生N-M单元阵列天线的工作天线加权矢量，以在单个束方向中形成束；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括使用下列公式计算工作天线加权矢量Wpattern＝[Wbeam(1)，...，Wbeam(N-M)]的步骤δwbeam＝exp{-j·k·d·sin(θbeam)}，Wbeam(1)＝1 以及Wbeam(i)＝Wbeam(i-1)·δwbeam(i＝2，3，...，N-M)，这里d是N单元阵列天线两天线单元之间的距离，k是自由空间的传输常数(k＝2π/λ)，λ是自由空间的波长。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤(c)包括使用下列公式计算2单元天线加权矢量Wnull(m)＝[Wnull_1(m)，Wnull_2(m)]的步骤δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))}，Wnull_1(m)＝1 以及Wnull_2(m)＝Wnull_1(m)·δwnull(m)＝-exp{-j·k·d·sin(θnull(m))}，其中m＝1，2，…，M。
4.如权利要求3所述的方法，其中步骤(d)包括使用下列公式计算第一工作加权矢量Wbeam1和第二工作天线加权矢量Wbeam2的步骤Wbeam1＝Wnull_1(m)·Wpattern＝1·Wpattern以及Wbeam2＝Wnull_2(m)·Wpattern＝exp{-j·k·d·cos(θnull(m))}·Wpattern。
5.如权利要求4所述的方法，其中步骤(e)包括下列步骤将0附加到第一工作加权矢量Wbeam1的尾部和附加到第二工作加权矢量Wbeam2的头部，以产生第一个扩展的加权矢量[Wbeam1，0]和第二个扩展的加权矢量
；以及将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量Wpattern＝[Wbeam1，0]+
。
6.一种用于产生N单元阵列天线的天线加权矢量以形成具有M个零方向θnull(1)-θnull(M)的指定天线方向图的方法，1≤M≤N-1，该方法包括下列步骤a)给N-M单元阵列天线任意准备一工作天线加权矢量；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
7.一种用于指示计算机产生N单元阵列天线的天线加权矢量、以形成具有单个束方向θbeam和M个零方向θnull(1)-θnull(M)的指定的天线方向图的程序，1≤M≤N-2，该程序包括下列步骤a)产生N-M单元阵列天线的工作天线加权矢量，以在单个束方向中形成束；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
8.一种用于指示计算机产生N单元阵列天线的天线加权矢量、以形成具有M个零方向θnull(1)-θnull(M)的指定的天线方向图的程序，1≤M≤N-1，该程序包括下列步骤a)给N-M单元阵列天线任意准备一工作天线加权矢量；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
9.一种用于形成指定的天线方向图的装置，该装置包括N单元阵列天线，其具有间隔均匀且排列成一行的N个天线单元；N个发射机，将其连接到N个天线单元中的相对应的一个天线单元；N个数模转换器，它们中的每一个将对应的传输数据的数据流转换为输出给对应的发射机的模拟信号；以及一信号处理器，用于处理传输的数据以产生根据N个天线加权而被分别加权的N个传输数据的数据流，其中信号处理器输入单个束方向θbeam和M个零方向θnull(1)-θnull(M)，1≤M≤N-2，并执行下列步骤a)产生N-M单元阵列天线的工作天线加权矢量，以在单个束方向中形成束；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
10.一种用于形成指定的天线方向图的装置，该装置包括N单元阵列天线，其具有间隔均匀且排列成一行的N个天线单元；N个发射机，将其连接到N个天线单元中的相对应的一些天线单元；N个数模转换器，它们中的每一个将对应的传输数据的数据流转换为输出给对应的发射机的模拟信号；以及一信号处理器，用于处理传输的数据以产生根据N个天线加权而被分别加权的N个传输数据的数据流，其中信号处理器输入M个零方向θnull(1)-θnull(M)，1≤M≤N-1，包括下列步骤a)给N-M单元阵列天线任意准备一工作天线加权矢量；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
11.一种用于形成指定的天线方向图的装置，该装置包括N单元阵列天线，其具有间隔均匀并且排列成一行的N个天线单元；N个接收机，将其连接到N个天线单元中的相对应的一些天线单元；N个模数转换器，它们中的每一个将对应的所接收信号转换为所接收数据的数据流；以及一信号处理器，用于根据N个天线加权的相应一些天线加权来加权所接收的数据的数据流以产生所接收的数据，其中信号处理器输入单个束方向θbeam和M个零方向θnull(1)-θnull(M)，1≤M≤N-2，并执行下列步骤a)产生N-M单元阵列天线的工作天线加权矢量，以在单个束方向中形成束；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
12.一种用于形成指定的天线方向图的装置，该装置包括N单元阵列天线，其具有间隔均匀且排列成一行的N个天线单元；N个接收机，将其连接到N个天线单元中的相对应的一个天线单元；N个模数转换器，它们中的每一个将对应的所接收信号转换为所接收数据的数据流；以及一信号处理器，用于根据N个天线加权的相应一个天线加权来加权所接收的数据的数据流以产生所接收的数据，其中信号处理器输入M个零方向θnull(1)-θnull(M)，1≤M≤N-1，包括下列步骤a)给N-M单元阵列天线任意准备一工作天线加权矢量；b)顺序地选择M个零方向中的一个零方向；c)产生2单元阵列天线的2单元天线加权矢量，以在选择的零方向上形成零；d)用2单元天线加权矢量的第一个加权和第二个加权乘以工作天线加权矢量，以产生第一工作加权矢量和第二工作天线加权矢量；e)将0附加到第一工作加权矢量的尾部和第二工作加权矢量的头部，以产生第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量，并且将第一个扩展的加权矢量和第二个扩展的加权矢量加起来，以产生工作天线加权矢量；以及f)重复步骤(c)-(e)直到选择了M个零方向，以产生最后的工作天线加权矢量作为N单元阵列天线的天线加权矢量。
全文摘要
一种零方向控制方法,其允许优化形成指定的零束方向的天线加权而不用计算逆矩阵。在N单元阵列天线中,通过处理在顺序地选择M个指定的零方向中的一个零方向来形成零的2单元天线加权矢量,以及处理在指定的束方向形成束的(N－M)单元天线加权矢量以产生N个单元阵列天线的天线加权矢量,可获得指定的零束天线方向图。每当在M个指定的零方向中顺序地选择的一个零方向形成一个零,则通过增加工作天线加权矢量的单元数目来计算最后的天线加权矢量。
文档编号H01Q3/26GK1380722SQ0210591
公开日2002年11月20日 申请日期2002年4月9日 优先权日2001年4月9日
发明者平部正司 申请人:日本电气株式会社