[發(fā)明專利]一種基于頻率約束的廣義旁瓣對(duì)消寬帶波束形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010571766.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111817765B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝菊蘭;饒申宇;郭明宇;鄧宇昊;馮雅棟;何子述;陳竹梅;胡瑞賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/06
• 分類號(hào): H04B7/06;G01S13/02;G01S7/292;G01S7/35
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于頻率約束的廣義旁瓣對(duì)消寬帶波束形成方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1、構(gòu)建陣元數(shù)為M的陣列的接收信號(hào)模型，用該陣列的M₁個(gè)陣元構(gòu)成主通道，剩下的M₂個(gè)陣元構(gòu)成輔助通道，M＝M₁+M₂，M₁M₂；

步驟2、分別對(duì)主通道和輔助通道的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行下變頻、A/D采樣、數(shù)據(jù)重組的處理；其中對(duì)主通道的接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)重組采用J₁階Frost空時(shí)處理器，對(duì)輔助通道的接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)重組采用J₂階Frost空時(shí)處理器；

步驟3、用經(jīng)過數(shù)據(jù)重組后的接收數(shù)據(jù)估計(jì)輔助通道接收信號(hào)的自相關(guān)矩陣R_aa以及主、輔助通道接收信號(hào)的互相關(guān)矩陣R_am；

步驟4、期望信號(hào)無失真條件構(gòu)造主通道的約束矩陣和約束向量分別為C_m和f_m、輔助通道的約束矩陣為C_a，C_m具有M₁×J₁行Q₁列，C_a具有M₂×J₂行Q₂列，Q₁為主通道的頻率約束點(diǎn)數(shù)，Q₂為輔助通道的頻率約束點(diǎn)數(shù)；

根據(jù)期望信號(hào)無失真條件構(gòu)造主通道的約束矩陣C_m和約束向量f_m的具體方法是：

其中，表示復(fù)數(shù)域，f_q表示主通道上第q個(gè)頻率約束點(diǎn)的頻率，q＝1,2,…,Q₁；θ₀和φ₀分別為期望信號(hào)的俯仰角和方位角，D₁是主通道上輸出期望信號(hào)與輸入期望信號(hào)的相對(duì)延時(shí)，

表示為主通道的空域?qū)蚴噶縜(θ₀,φ₀,f_q)和主通道的時(shí)域?qū)蚴噶縜_t(f_q)的克羅內(nèi)克積：

其中，f₀是期望信號(hào)的中心頻率，τ_m(θ₀,φ₀)為第m個(gè)陣元與參考陣元接收期望信號(hào)的相對(duì)延時(shí)，m＝1,2,…,M₁，T_s為采樣周期；

步驟5、根據(jù)約束矩陣C_m和約束向量f_m求解主通道權(quán)向量w_q；

步驟6、根據(jù)自相關(guān)矩陣R_aa、互相關(guān)矩陣R_am、主通道權(quán)向量w_q和約束矩陣C_a求解輔助通道權(quán)向量w_a：

w_a＝R_aa^-1R_amw_q-R_aa^-1C_a(C_a^HR_aa^-1C_a)^-1C_a^HR_aa^-1R_amw_q；

步驟7、利用主通道權(quán)向量w_q對(duì)廣義旁瓣對(duì)消結(jié)構(gòu)GSC的主通道接收數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，同時(shí)利用輔助通道權(quán)向量w_a對(duì)GSC的輔助通道接收數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，GSC將加權(quán)后的主通道接收數(shù)據(jù)與加權(quán)后的輔助通道接收數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)消后輸出。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，主通道權(quán)向量w_q為：w_q＝C_m(C_m^HC_m)^-1f_m；其中，(·)^-1為求矩陣的逆矩陣。

3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟4中根據(jù)期望信號(hào)無失真條件構(gòu)造輔助通道的約束矩陣C_a的具體方法是：

其中，表示復(fù)數(shù)域，f_p表示輔助通道上第p個(gè)頻率約束點(diǎn)的頻率，p＝1,2,…,Q₂；θ₀和φ₀分別為期望信號(hào)的俯仰角和方位角；

表示為輔助通道上空域?qū)蚴噶縜′(θ₀,φ₀,f_p)和輔助通道上時(shí)域?qū)蚴噶縜′_t(f_p)的克羅內(nèi)克

其中，f₀是期望信號(hào)的中心頻率，τ_m’ (θ₀,φ₀)為第m′個(gè)陣元與參考陣元接收期望信號(hào)的相對(duì)延時(shí)，m′＝M₁+1,M₁+2,…,M，T_s為采樣周期。