[發明專利]一種無需預延遲的寬帶波束形成方法

有效

• 申請號: 201911047680.1
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110708103B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 謝菊蘭;饒申宇;馮雅棟;郭明宇;鄧宇昊;何子述
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04B17/391
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄧黎

本發明公開了一種無需預延遲的寬帶波束形成方法，屬于雷達通信技術領域。其包含以下步驟：步驟1、構建信號模型；步驟2、將信號進行下變頻處理；步驟3、A/D采樣；步驟4、經Frost空時處理器重組數據；步驟5、計算信號的自相關矩陣；步驟6、根據無失真條件構造約束矩陣C和約束向量f；步驟7、建立優化問題，求解最優權向量。本發明采用直接在頻域約束的方法，可在不損失期望信號的前提下最大程度地抑制干擾和噪聲信號。該方法對時域抽頭數要求較低，以較小的計算代價獲得良好的輸出性能；在陣列規模較大或目標信號較多時，具有明顯的計算效率的優勢。

技術領域

本發明屬于雷達通信技術領域，尤其涉及一種無需預延遲的寬帶波束形成方法。

背景技術

寬帶波束形成作為一種重要的陣列信號處理技術，在雷達、聲納、通信和地震學等眾多領域廣泛應用，其能夠在增強期望方向入射信號的同時抑制其他來向的干擾和噪聲。隨著處理信號的帶寬越來越大，寬帶波束形成逐漸引起了人們的關注。

實際應用中，寬帶波束形成往往需要根據陣列接收數據來調整波束形成器的權系數，以期獲得當前環境下波束形成器的最佳性能。如果環境不斷變化，權系數也需要自適應的不斷調整。時域寬帶自適應波束形成器最基本的結構是Frost波束形成器，該結構首先對陣列接收數據進行預延遲補償，使期望信號等價于從0°入射陣列，然后利用抽頭延遲線組(Tapped delay line,TDL)，在保證期望信號無失真接收的同時，最大限度地抑制隨機噪聲和干擾信號(見文獻：Analgorithm for linearly constrained adaptive arrayprocessing,Frost III O L,Proceedings of the IEEE,1972,60(8):926-935.)。雖然Frost波束形成器及其相應的改進方法優點眾多，但實際應用中無法從模擬或數字上實現預延遲的精確補償，而預延遲補償誤差將導致寬帶波束形成性能的嚴重下降，甚至失效(見文獻：Derivative constrained for broadband element space antenna arrayprocessors,Er M H,Cantoni A,IEEE Trans on ASSP,1983,31(6):1378-393；Adapivewideband beanforming with robustness against presteering errors,Amr Ei Keyi,Thia Kirubarajan,Alex B.Gershman,IEEE Workshop on Sensor Aray andMultichannel Processing,2006:1145.)。