[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202010793123.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111740767B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 王向榮;翟唯童;王向華;曹先彬
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發(fā)明公開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，對于以單個陣元為單位的輔助通道天線位置選擇，首先常規(guī)波束形成得到主通道方向圖，計算其在干擾方向上的高度；依據(jù)最小功率準則設計輔助通道方向圖，輔助通道方向圖在干擾方向上要與主通道方向圖等高；計算兩通道的疊加方向圖，找到由于輔助通道造成的主通道方向圖的主瓣畸變與輔助通道所選天線位置的關(guān)系，依照主瓣畸變最小準則選擇最優(yōu)的輔助通道天線位置。本發(fā)明方法能夠用于任意陣列旁瓣對消器輔助通道的天線選擇，從方向圖的角度出發(fā)，實現(xiàn)了干擾信號的對消，同時保證了期望信號不因輔助通道的引入而受到削弱，是一種能夠廣泛適應的旁瓣對消器輔助通道天線選擇方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陣列信號處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及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。

背景技術(shù)

陣列接受到的信號通常由期望信號、干擾信號與噪聲組成，如何消除接收信號中的干擾與噪聲部分，設計最優(yōu)波束形成器，一直是陣列信號處理的熱點。 傳統(tǒng)的方法已有最小方差無畸變響應（MVDR）波束形成器、最小功率無畸變響應（MPDR）波束形成器等等，這些方法都需要對全部陣元接受信號的相關(guān)矩陣進行求逆操作，其運算復雜度較高。這在實際應用時，有時會對實時性產(chǎn)生影響。

為了降低運算量，旁瓣對消器是一種有效的解決方法。旁瓣對消器是一種常用的空域抗干擾手段，其抗干擾原理是主通道天線與輔助通道天線均接受到帶有干擾的信號，選擇最佳權(quán)值使輔助天線的干擾輸出盡可能接近主通道，從而抵消主通道的干擾。旁瓣對消器通常選擇一部分陣元組成輔助通道，在運算過程中只需要對輔助通道部分的陣元接收信號的相關(guān)矩陣進行求逆，相較于傳統(tǒng)的方法，大大降低了運算復雜度?，F(xiàn)有的旁瓣對消方法大都是采用最小輸出功率的方法，使主通道與輔助通道的輸出差的功率最小，從而實現(xiàn)干擾信號的對消。但在實際應用中，在消除干擾的同時，目標信號也被部分抵消，這一定程度上影響了旁瓣對消器的性能。如何降低輔助通道對期望信號的削弱，成為影響旁瓣對消器性能的重要因素。

傳統(tǒng)的旁瓣對消器，通常是給定輔助通道與主通道，優(yōu)化權(quán)重實現(xiàn)對消。實際應用中，不同的輔助通道位置對旁瓣對消器的性能影響也是顯著的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述已有技術(shù)存在的不足，基于實際中旁瓣對消器對期望信號最大化保留與輔助通道位置最優(yōu)化的需求，本發(fā)明采用任意線陣或者平面陣列，提出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，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

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(jù)最小輸出功率準則并結(jié)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(quán)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(guān)系；

S5：選取使得主瓣畸變最小的天線位置作為最優(yōu)的輔助通道天線位置。

進一步地，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；