[發明專利]一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法

有效

• 申請號: 202010793123.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111740767B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王向榮;翟唯童;王向華;曹先彬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

1.一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲得主通道波束方向圖，計算其在干擾方向的幅值；

S2：計算輔助通道波束方向圖約束條件，輔助通道在干擾方向的幅值與主通道對應方向上的幅值相同；

S3：依據最小輸出功率準則并結合步驟S2的輔助通道波束方向圖約束條件設計輔助通道方向圖，得到對應的權重矢量；

S4：計算旁瓣對消器的主瓣畸變，得到主瓣畸變與輔助通道天線位置的關系；

S5：選取使得主瓣畸變最小的天線位置作為最優的輔助通道天線位置。

2.根據權利要求1所述的一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法，其特征在于，對于以單個陣元為單位的輔助通道天線位置選擇，所述步驟S1的具體過程為：

設旁瓣對消器接收信號由期望信號、K個干擾與噪聲組成，噪聲為零均值高斯白噪聲，接收天線陣共有M個陣元，選取N個陣元組成輔助通道，

主通道的輸出，其中，為主通道指向期望信號的陣列導向矢量，為主通道陣元接收到的噪聲矢量；為主通道指向K個干擾的陣列導向矢量組成的矩陣，為指向第i個干擾的陣列導向矢量，i=1,2,…,K；為t時刻接收到的K個干擾信號組成的列向量；

輔助通道的輸出，其中，為列向量，每一元素分別代表對應位置輔助通道陣元接收到的信號；為輔助通道陣元接收到的噪聲矢量，為輔助通道指向K個干擾的陣列導向矢量組成的矩陣，為指向第i個干擾的陣列導向矢量，i=1,2,…,K；

主通道波束方向圖由主通道的全部陣元常規波束形成得到，記作，為入射方向與XOY平面的夾角，為入射方向在XOY平面上的投影與X軸的夾角，在K個干擾方向上的高度分別為，其中，分別為第i個干擾球坐標下的空間入射角度。

3.根據權利要求2所述的一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法，其特征在于，對于以單個陣元為單位的輔助通道天線位置選擇，所述步驟S2的具體過程為：

輔助通道波束方向圖，其中，為權重矢量，為的共軛轉置，為輔助通道陣列導向矢量，為實現消除干擾，需，得到K個干擾的K個約束條件，寫成矩陣的形式得到總的約束條件，記，則約束條件寫為。

4.根據權利要求2所述的一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法，其特征在于，對于以單個陣元為單位的輔助通道天線位置選擇，所述步驟S3的具體過程為：

結合步驟S2得到的約束條件，根據最小輸出功率準則設計輔助通道方向圖，得到此時輔助通道天線位置對應的最優權重；

輔助通道的輸出功率為，其中，為輔助通道接收信號的自相關矩陣，E表示求期望運算，為噪聲功率，為單位陣，為由K個干擾的功率組成對角矩陣；求輔助通道最優權重的過程寫為優化問題：

應用拉格朗日乘子法得到最優權重的表達式，應用矩陣求逆引理得到，其中，定義，再次應用矩陣求逆引理求出，得到最優權重與由輔助通道天線位置決定的導向矢量矩陣的關系，。

5.根據權利要求2所述的一種基于波束方向圖的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法，其特征在于，對于以單個陣元為單位的輔助通道天線位置選擇，所述步驟S4的具體過程為：

定義主瓣畸變為輔助通道的引入使得旁瓣對消器總的方向圖在期望信號方向上產生的畸變，由于主瓣畸變后總方向圖在期望信號處的幅值為D，為主通道方向圖期望信號方向幅值，為輔助通道期方向圖望信號方向幅值，為了期望信號最大限度的保留，則要求主瓣畸變最小，即D的值最大，由步驟S3得出的最優權重矢量得到。