即為干擾子空間維數(shù)L。
[0038] 本實施方式中，T(m)表示特征根的算術平均值與幾何平均值之比。
[0039] 本實施方式應用子空間投影方法時需估計干擾子空間維數(shù)L，這需利用陣列輸出 干擾加噪聲協(xié)方差矩陣及的特征根A1。子空間維數(shù)的估計應精確，維數(shù)估計過大將產生 SINR損失，而維數(shù)估計不足則干擾難以充分抑制。
【具體實施方式】 [0040] 六：本實施方式是對一所述的一種抑制旁瓣電平及旁 瓣起伏的自適應波束形成方法作進一步說明，本實施方式中，對陣列輸出的干擾加噪聲協(xié) 方差矩陣I1進行特征分解，高于設定門限的特征值對應的特征向量即構成了干擾子空間。
[0041] 估計干擾子空間，即估計干擾子空間基向量的集合，也就是與干擾導向向量相同 的一組基向量。為此需對陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣身:進行特征分解，高于設定門 限的特征值對應的特征向量即構成了干擾子空間。
[0042] 【具體實施方式】七：本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種抑制旁瓣電平及旁 瓣起伏的自適應波束形成方法作進一步說明，本實施方式中，利用下式獲得能夠抑制旁瓣 電平及旁瓣起伏的自適應權向量w :
[0044] 本實施方式中，wSMI為由SMI方法得到的自適應權向量，X ±為張成干擾加約束零點 空間的各基向量所構成的矩陣，b為系數(shù)向量。而Xi各列張成的空間與[X，w]空間正交。
[0045] 本發(fā)明的自適應權向量是對SMI方法的自適應權向量wSMI修正得到，具體地說：是 增加 一個附加向量Xi b。
[0046] 【具體實施方式】八：本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種抑制旁瓣電平及旁 瓣起伏的自適應波束形成方法作進一步說明，本實施方式中，利用下式構建加權矩陣C :
[0048] 式中，<1⑷，灼為陣列在方向說爐)處的導向向量，為方向加權函數(shù)，Ω為感 興趣的方向范圍，H表示共輒轉置。
【具體實施方式】 [0049] 九：本實施方式是對一所述的一種抑制旁瓣電平及旁 瓣起伏的自適應波束形成方法作進一步說明，本實施方式中，獲得系數(shù)向量b的具體方法 如下：
[0050] 構建靜態(tài)權向量Wq和方向加權矩陣C，并利用靜態(tài)權向量w q和方向加權矩陣C構 造罰函數(shù)E :
[0052] 為使罰函數(shù)E最小，就是使下式的值為最?。?br>[0053] (wSMI-wq+X± b) hC (wSMI-wq+X± b)
[0054] 式中，wSMI為由SMI方法得到的自適應權向量，X ±為張成干擾加約束零點空間的各 基向量所構成的矩陣，b為系數(shù)向量；
[0055] 根據(jù)上式獲得：
[0057] 為獲得系數(shù)向量b，本實施方式采用罰函數(shù)法。罰函數(shù)用于度量自適應權與靜態(tài)權 的差異，從而也就反映了自適應方向圖的旁瓣與靜態(tài)方向圖的低旁瓣之間的差異。采用罰 函數(shù)法的目的是，在設計自適應權時將干擾子空間與所期望的低旁瓣方向圖（其旁瓣電平 由靜態(tài)權向量Wq來抑制）進行最優(yōu)的擬合，以得到低旁瓣。
【主權項】
1. 一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特征在于，該方法為： 設陣列中的陣元總數(shù)為N，構造陣列在波束指向處的導向向量《d識,h對陣列輸出的 干擾加噪聲信號進行K次采樣，獲得第k次采樣時陣列輸出的N維干擾加噪聲向量X (k)，其 中K和N均為正整數(shù)，且I < k < K，利用N維干擾加噪聲向量X (k)獲得陣列輸出的干擾加 噪聲協(xié)方差矩陣身?并根據(jù)干擾加噪聲協(xié)方差矩陣為獲得SMI方法的自適應權wSMI; 利用信息論準則估計干擾子空間的維數(shù)L，并估計干擾子空間，即獲得NXL維酉矩陣， 其各列張成了干擾子空間，然后估計張成干擾加約束零點子空間的各基向量所構成的矩陣 X丄； 構建方向加權矩陣C和靜態(tài)權向量Wq，利用方向加權矩陣C和靜態(tài)權向量Wq構建罰函 數(shù)，并使該罰函數(shù)值為最小，進而獲得系數(shù)向量b ; 利用系數(shù)向量b、SMI方法的自適應權wSMI和矩陣X 1，獲得能夠抑制旁瓣電平及旁瓣起 伏的自適應權向量w ; 利用獲得的自適應權向量W實現(xiàn)自適應波束形成。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，根據(jù)下式構造陣列在波束指向處的導向向量爲h式中，（1供,）為陣列的波束指向，其中Θ。為俯仰角，熱為方位角；(xn，yn)為陣列中第 η個陣元的坐標，且1彡η彡N-I ;為陣列波束指向(爲,爲):處的單位 向量在X軸方向的投影，#(%%) = sin私sin科為陣列波束指向（Ki處的單位向量在y 軸方向的投影，λ為信號波長。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，根據(jù)下式獲得陣列輸出的干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣f:式中，1表示轉置運算。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，采用下式獲得SMI方法的自適應權w SMI:式中，μ為常數(shù)。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，估計干擾子空間維數(shù)L的方法為： 首先，構造以m為自變量的描述特征向量均一性的函數(shù)T(m):式中，λ 炎的由大到小排列的特征值，其中1彡i彡N ; 然后，采集m取不同值時的函數(shù)值Q(m): Q (m) =K (N-m) IgT (m) + (m/2) (2N-m) IgK 當Q(m)為最小時，該最小值所對應的m即為干擾子空間維數(shù)L。6. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，對陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣i進行特征分解，高于設定門限的特征值對 應的特征向量即構成了干擾子空間。7. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，利用下式獲得能夠抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應權向量w : W = wSMI+父丄 b。8. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，利用下式構建加權矩陣C :式中，灼為陣列在方向(氏灼處的導向向量，夕(6>,於）為方向加權函數(shù)，Ω為感興 趣的方向范圍/表示共輒轉置。9. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，其特 征在于，獲得系數(shù)向量b的具體方法如下： 構建靜態(tài)權向量wq和方向加權矩陣C，并利用靜態(tài)權向量w q和方向加權矩陣C構造罰 函數(shù)E : E = (W-Wq)llC(W-Wq) 使下式的值為最?。菏街?，wSMI為由SMI方法得到的自適應權向量，X ±為張成干擾加約束零點空間的各基向 量所構成的矩陣，b為系數(shù)向量； 根據(jù)上式獲得：
【專利摘要】一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，屬于陣列信號處理領域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有子空間投影法及罰函數(shù)法具有局限性的問題。本發(fā)明提出一種抑制旁瓣電平及旁瓣起伏的自適應波束形成方法，該方法將子空間投影及罰函數(shù)這兩種方法進行結合。本發(fā)明所提出的方法有良好的旁瓣電平控制能力，可有效抑制旁瓣電平且保持方向圖的穩(wěn)定性；在旁瓣電平及輸出SINR方面均優(yōu)于已有的子空間投影法，在主瓣干擾下優(yōu)勢更為明顯。與罰函數(shù)方法相比，本發(fā)明所提出的方法無需進行對角加載及選取用于方向圖擬合的加載值，避免了由于加載不當而導致的SINR損失。本發(fā)明能夠得到低旁瓣電平、小的旁瓣起伏，有良好的方向圖穩(wěn)定性，且無需選取加載值。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN105184042
【申請?zhí)枴緾N201510409232
【發(fā)明人】胡航, 郭林麗, 牟成虎, 宋柯, 高偉, 王宇翔, 李紹濱, 李毓琦, 狄晶瑩
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月13日