[发明专利]阵元选择性调零天线波束合成方法

权利要求书

1.一种阵元选择性调零天线波束合成方法，具体步骤为：

第一步：卫星导航接收机调零天线是由N+1个阵元构成的均匀平面阵列，阵列编号排列从0开始，阵元间距为半个波长到一个波长之间，N为一个自然数；接收信号经过模数转换后，第0个阵元接收信号为d(k)，作为权值计算的参考信号，第1个到第N个阵元接收信号表示为N维列矢量x(k)＝[x₁(k) ... x_N(k)]^T，其中x_i(k)表示第i个阵元接收信号，i＝1,...,N，自然数k为接收信号时间序号，即k＝1,2,...，符号[]^T表示求转置；

第二步：已知调零天线接收的强干扰信号个数为J，该个数满足条件J≤N，此时，从第1个阵元到第N个阵元中，任意选择J个阵元接收信号z(k)＝[x₁(k) ... x_J(k)]^T进行权矢量计算，z(k)为J维列矢量；

第三步：调零天线权矢量w＝[w₁ ... w_J]^T为J维列矢量，其中w_i表示第i个阵元对应的加权值，i＝1,...,J，权矢量计算采用递归最小二乘(RLS，recursive least-squares)自适应滤波算法，具体步骤为：

(1)取k＝0，设置初始权值w(k)＝[0 ... 0]^T，取遗忘因子λ为接近于1的常数，逆相关矩阵P(k)＝E，其中E为J×J维单位矩阵；

(2)令k＝k+1，首先计算中间变量π(k)＝P(k-1)z(k)，然后分别计算增益向量κ(k)＝π(k)/[λ+z^H(k)π(k)]，先验误差ε(k)＝d(k)-w^H(k-1)z(k)，逆相关矩阵P(k)＝(E-κ(k)z^H(k))P(k-1)/λ，符号[]^H表示取共轭转置；

(3)更新权矢量w(k)＝w(k-1)+ε^*(k)κ(k)，符号[]^*表示求共轭；

(4)判断w(k)是否收敛，如果没有收敛，重新执行第(2)步；如果已经收敛，则取权矢量w＝w(k)，计算结束；

第四步：得到抗干扰后的调零天线输出信号为e(k)＝w^Hz(k)-d(k)。

2.如权利要求1所述的阵元选择调零天线波束合成方法，其特征在于：权值计算从第1个阵元到第N个阵元中，任意选择的J个阵元接收信号用于波束合成的权值计算，且取z(k)＝[x₁(k) ... x_J(k)]^T，将第0个阵元接收信号为参考信号d(k)。

3.如权利要求1所述的阵元选择调零天线波束合成方法，其特征在于：在已知干扰个数为J的前提下，选择阵列中J维列矢量z(k)作为输入信号，通过RLS自适应滤波算法计算权值，实现波束合成。

4.如权利要求1所述的阵元选择调零天线波束合成方法，其特征在于：计算权矢量的RLS自适应算法步骤为：

(1)取k＝0，设置初始权值w(k)＝[0 ... 0]^T，取遗忘因子λ为接近于1的常数，逆相关矩阵P(k)＝E，其中E为J×J维单位矩阵；

(2)令k＝k+1，首先计算中间变量π(k)＝P(k-1)z(k)，然后分别计算增益向量κ(k)＝π(k)/[λ+z^H(k)π(k)]，先验误差ε(k)＝d(k)-w^H(k-1)z(k)，逆相关矩阵P(k)＝(E-κ(k)z^H(k))P(k-1)/λ，符号[]^H表示取共轭转置；

(3)更新权矢量w(k)＝w(k-1)+ε^*(k)κ(k)，符号[]^*表示求共轭；

(4)判断w(k)是否收敛，如果没有收敛，重新执行第(2)步；如果已经收敛，则取权矢量w＝w(k)，计算结束。