[发明专利]一种Capon波束形成器的加权稀疏约束稳健设计方法

摘要

本发明提供了一种Capon波束形成器的加权稀疏约束稳健设计方法，根据所采样的数据构建协方差矩阵，使用特征分解得到信号子空间和噪声子空间，利用信号子空间与噪声子空间的正交性构造加权矩阵；利用所构造的加权矩阵对SCCB中的稀疏约束项进行加权，得到WSCCB，获得比SCB和SCCB更高的输出SINR，以及更优的抗角度失配能力。

主权项

一种Capon波束形成器的加权稀疏约束稳健设计方法，其特征在于包括下述步骤：1)根据所采样的数据构建协方差矩阵，使用特征分解得到信号子空间和噪声子空间，利用信号子空间与噪声子空间的正交性构造加权矩阵；具体内容如下：利用阵列采集信号，得到数据采样矩阵X，利用X求得阵列采样数据的协方差矩阵其中，L代表采样的快拍数；对Rx进行特征分解，Rx＝UΓUH，其中，U和Γ分别为Rx的特征向量和特征值矩阵；在入射信号和干扰互不相关的情形下，Rx的特征值满足λ1≥λ2≥…≥λJ+1＞λJ+2≥…≥λM，其中，λm为第m个特征值，m＝1,2,…,M，J为干扰个数，M为阵元个数；M个特征值中，较大的J+1个特征值所对应的特征向量张成的子空间为信号子空间，记为US；剩余特征值对应的特征向量张成的子空间为噪声子空间，记为UN；AHUN＝0，其中，A为信号和干扰所在方位上的阵列流型向量所组成的矩阵，每一列对应着信号或某个干扰方位上的阵列流型向量；设干扰信号的阵列流型向量矩阵为AI，设旁瓣区域阵列流型向量矩阵AΘ=AIAIC,]]>其中为AΘ中除AΙ之外的阵列流型向量组成的矩阵，AΘHUN=AIHUNAICHUN=D1D2=D,]]>其中，D1为干扰阵列流型向量与噪声子空间的内积，其值均为0，D2为旁瓣区域中除干扰外的阵列流型向量与噪声子空间向量的内积，D为整个旁瓣区域阵列流型向量与噪声子空间的内积；对矩阵D的每一行取l2范数，得到列向量d=d1d2,]]>其中，d1对应于干扰方位，其值均为0，d2对应于旁瓣区域中除干扰外的其它方位；最终，取加权矩阵G=diag(1/d11/d2)=diag(1/d),]]>其中，diag()表示利用括号内的向量生成对角阵，该对角阵主对角线元素为括号内的向量，其它元素均为0；2)利用所构造的加权矩阵对SCCB中的稀疏约束项进行加权，得到WSCCB的优化模型s.t.wHa(θ0)＝1，其中，||||1代表l1范数约束，γ≥0为稀疏约束项wHAΘ的加权系数，θ0代表波束图主瓣指向；求解获得WSCCB的加权向量w。