[發明專利]一種基于頻率約束的廣義旁瓣對消寬帶波束形成方法

有效

• 申請號: 202010571766.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111817765B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）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（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;G01S13/02;G01S7/292;G01S7/35
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發明提供一種基于頻率約束的廣義旁瓣對消寬帶波束形成方法，通過對GSC結構主、輔通道的權向量在頻域上進行一個新的約束即可使得干擾被抑制的同時期望信號無失真通過。通過對主、輔通道陣元數進行控制，可以靈活的改變算法的性能，在不會浪費自由度的同時可以降低算法的計算量，進而提升算法的實用性。本發明通過約束矩陣直接對輔助通道權向量進行約束，約束矩陣會隨著目標信號和陣列的不同而改變，因此得到的輔助通道權向量是最適于當前環境的，這也是保障算法具有高性能的前提。本發明將頻域約束的思想應用在無需預延遲的廣義旁瓣對消的寬帶波束形成方法中，計算代價小且能最大程度地抑制干擾和噪聲信號。

技術領域

本發明屬于雷達通信技術，具體涉及廣義旁瓣對消寬帶波束形成技術。

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。廣義旁瓣對消結構GSC(generalised sidelobe canceller)是寬帶波束形成的主要結構之一，基于該結構的寬帶波束形成算法對干擾和噪聲信號有很好的抑制性能(見文獻：An alternative approach to linearly constrained adaptivebeamforming,L.Griffiths and C.Jim,IEEE Transactions on Antennas andPropagation,1982,30(1):27-34.)。隨著處理信號的帶寬越來越大，基于GSC的寬帶波束形成方法逐漸引起了人們的關注。

實際應用中，為了補償由于陣列幾何形狀和觀測方向的不一致而造成的時間延遲，常規的GSC需要預延遲處理，如圖2所示。然而，無論是從模擬或數字上都無法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；同時，干擾信號在不同陣元的時延補償各不相同，這將會影響GSC主、輔通道干擾對消的效果因此尋找消除預延遲的方法至關重要。有一種通過對自適應寬帶波束形成器的權值施加卷積約束來消除預延遲的算法(見文獻：Convolution Constraints for Broadband Antenna Arrays,L.C.Godara and M.R.S.Jahromi,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2007,55(11):3146-3154.)，但是這種方法在計算量和算法結構上比較復雜，實現起來較復雜。