[發明專利]一種基于頻控分布式電磁矢量傳感器的穩健波束形成方法

有效

• 申請號: 201710691156.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107508623B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 陳慧;邵懷宗;王文欽;胡全;潘曄;廖軼
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;李林合

1.一種基于頻控分布式電磁矢量傳感器的穩健波束形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定頻控分布式電磁矢量傳感器的空間結構；

S2、根據頻控分布式電磁矢量傳感器的空間結構設置各天線陣元對應的頻率增量；

S3、根據頻控分布式電磁矢量傳感器各天線陣元對應的頻率增量，采用變量對角加載波束形成方法確定該頻控分布式電磁矢量傳感器的天線加權向量，形成穩健的角度-距離-極化波束圖；

所述步驟S1具體為：

根據給定的陣列尺寸、天線陣元數、天線陣元間距和FD-DEMVS半徑，在每個天線上分別放置指向x,y,z坐標軸的電偶極子和磁偶極子，構成頻控分布式電磁矢量傳感器；

所述步驟S2具體為：

在x-y平面內，以FD-DEMVS的中心作為參考點，以位于處的天線陣元作為第1個天線陣元，沿FD-DEMVS圓環逆時針方向依次記為第2個天線陣元，第3個天線陣元，...，第N個天線陣元；R為FD-DEMVS半徑，N為天線陣元數；根據“點”形波束圖形成原理，以各天線陣元序號的3次方形式設計該天線陣元的頻率增量；

所述設計天線陣元的頻率增量的具體方法為：

第n個天線陣元的頻率增量Δf_n為：

Δf_n＝(n-1)³Δf (1)

其中n＝1,2,...,N，Δf為特定頻率增量；

所述步驟S3具體為：

根據自適應抑制干擾和去除噪聲影響的準則，采用變量對角加載波束形成方法確定該FD-DEMVS的天線加權向量w：

其中λ_n和u_n分別為FD-DEMVS輸出數據的協方差矩陣R_z＝E{Z(t)Z^H(t)}特征值分解對應的特征值和相應特征向量，其中s_k(t)為第k個目標信號源，n(t)為高斯白噪聲，為噪聲的能量，T為快拍數，max{·}為取大值操作算子，(·)^H為共軛轉置運算，k＝1,2,...,K，K為目標信號源個數；針對第k個目標的方位導向向量記為：

其中：χ＝30°+60°(n-1)，f_n＝f₀+Δf_n，n＝1,2,...,N，c為光速，f₀為陣列工作頻率，為針對第k個目標的方位及極化信息，其中θ_k,φ_k分別為第k個目標的方向角和俯仰角，α_k,β_k分別為第k個目標的極化橢圓的方向角和橢率角，r_k為第k個目標與FD-DEMVS之間的距離；

根據天線加權向量w設置各放大器增益參數，以確定FD-DEMVS的角度-距離-極化波束圖。

2.根據權利要求1所述的穩健波束形成方法，其特征在于，所述電偶極子采用垂直電流線圈實現，所述磁偶極子由電流環構成。