[发明专利]基于规则重叠子阵的自适应波束形成方法

权利要求书

1.基于规则重叠子阵的自适应波束形成方法，包括：

(1)选用均匀等距线阵阵元级的接收信号模型X(t)，并对其进行规则重叠子阵划分，确定阵列划分时的变换矩阵T，得到子阵级接收信号模型X_sub(t)；

(2)根据子阵级接收信号模型X_sub(t)，得到子阵级接收信号的自相关矩阵R_sub；

(3)根据阵列划分时的变换矩阵T，对子阵级接收信号的自相关矩阵R_sub进行变换，得到子阵级接收信号变换后的自相关矩阵

(4)对子阵级接收信号变换后的自相关矩阵采用特征分解方法得到噪声功率估计值根据该噪声功率估计值得到噪声自相关矩阵的估计值

(5)根据噪声自相关矩阵的估计值对子阵级接收信号的自相关矩阵R_sub进行白化处理，得到子阵级接收信号白化处理后的自相关矩阵R₁：

其中，R_sub为子阵接收信号自相关矩阵，为噪声自相关矩阵的估计值，为噪声功率的估计值，T表示子阵划分变换矩阵，T^H表示T的共轭转置，L表示子阵个数，M表示每个子阵中阵元个数，I_L×L表示L×L维单位矩阵；

(6)对子阵级接收信号白化处理后的自相关矩阵R₁采用线性约束最小方差准则，得到自适应波束形成权值w_{opt_sub}；

(7)根据自适应波束形成权值w_{opt_sub}，得到自适应波束方向图F(θ)。

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中选用的均匀等距线阵阵元级接收信号模型X(t)，其表达式为：

其中，s(t)为期望信号，为期望信号导向矢量，N为均匀等距线阵阵元个数，θ₀为期望信号入射方向，d为阵元间距，λ为信号波长；J＝[s₁(t)s₂(t) ... s_i(t) ... s_J(t)]为干扰信号集合，其中s_i(t)为第i个干扰信号，i∈{1,2,...,J}；A(θ)＝[a(θ₁) a(θ₂) … a(θ_j) … a(θ_J)]为干扰信号阵列导向矢量集合，为第j个干扰信号的导向矢量，θ_j为第j个干扰信号的入射方向，j∈{1,2,...,J}；n(t)＝[n₁(t),...,n_k(t),...,n_N(t)]^T为接收的N×1维噪声向量，n_k(t)为第k个阵元上接收的噪声，k∈{1,2,...,N}。

3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中阵列划分时的变换矩阵T，其表达式为：

T＝Φ₀W₀T₀

其中，Φ₀＝diag[exp(-j2πdn sinθ₀/λ)]_{n＝0,....,N-1}，表示移相器的作用，d为阵元间距，λ为信号波长，diag表示对角矩阵，exp为指数函数，θ₀为期望信号入射方向；W₀表示阵元的加权系数，取值为1；T₀为L×N的子阵形成矩阵，L表示划分的子阵的个数。

4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中得到的子阵级接收信号模型X_sub(t)，其表达式为：

X_sub(t)＝T^HX(t)

其中，T^H表示T的共轭转置。