[发明专利]基于线性虚拟阵元的自适应调零方法

摘要

本发明提出了一种基于线性虚拟阵元的自适应调零方法，主要解决现有技术中不能有效分离完全相干信号的问题，其实现步骤：1.设置来波信号和干扰的相关参数，获取均匀线性阵列天线的相关参数以及天线阵列接收到的数据；2.根据天线阵列接收到的数据，计算虚拟干扰子空间；3.根据虚拟干扰子空间，二次构造干扰空间矩阵；4.根据来波信号的相关参数，计算信号源的导向矢量；5.根据信号源的导向矢量和二次构造后的干扰空间矩阵，计算每根天线的权值和天线输出值。本发明具有运算量小、能够处理完全相干的入射信号的优点，可用于信号抗干扰处理系统。

主权项

一种基于线性虚拟阵元的自适应调零方法，其特征在于，包括：(1)获取线性阵列天线的相关参数，包括阵元个数N、阵元间隔d、第i根天线接收到的信号矢量xi(t)、强干扰个数M和信号源的来波方向θ0，i＝1,2,...N,M＜N；(2)利用特征值分解，计算虚拟干扰子空间U2：(2a)获取天线阵列接收到的信号矢量x(t)：x(t)＝[x1(t),x2(t),...,xi(t),...xN(t)]T其中，xi(t)表示第i根天线接收到的信号矢量，x(t)表示天线阵收到的信号矩阵，[·]T表示的转置。(2b)利用天线阵列接收到的信号矢量x(t)，计算来波信号的自相关矩阵Rxx：Rxx＝E[x(t)×(x(t))H]其中，E[·]表示对·求数学期望，(·)H表示·的共轭转置；(2c)利用矩阵奇异值分解定理，分解自相关矩阵Rxx：Rxx=u11u21...uj1...uN1............u1iu2i...uji...uN1............u1Nu2N...ujN...uNNσ1...0...0............0...σj...0............0...0...σNu11u21...uj1...uN1............u1iu2i...uji...uNi............u1Nu2N...ujN...uNNH]]>其中，σj表示自相关矩阵Rxx特征值分解后的第j个特征值，uji表示自相关矩阵Rxx特征值分解后的第j个特征向量中第i个矢量，j＝1,2,...N；(2d)利用分解后的自相关矩阵Rxx，得到干扰子空间对应的特征值向量u1：u1＝[u11,u12,...u1i,...u1N]H其中，u1i表示Rxx特征值分解后的第1个特征向量中的第i个矢量，[·]H表示·的共轭转置；(2e)利用干扰子空间对应的特征值向量u1，得到虚拟干扰子空间U2：U2＝[u1N*,u1N‑1*,...,u1i*,...,u12*,u11,u12,..,u1i,...,u1N]H，其中，u1i*表示u1i的共轭矩阵；(3)利用虚拟干扰子空间U2，计算二次构造的干扰空间矩阵：(3a)利用虚拟干扰子空间U2，计算解相干后的干扰子空间U3：其中，u1i*是u1i的共轭；(3b)利用特征值分解定理，对解相干后的干扰子空间U3特征值分解：U3=u311u321...u3j1...u3N1............u31ku32k...u3jk...u3Nk............u31Nu32N...u3jN...u3NNσ31...0...0............0...σ3j...0............0...0...σ3Nu311u321...u3j1...u3N1............u31ku32k...u3jk...u3Nk............u31Nu32N...u3jN...u3NNH]]>其中，σ3j表示干扰子空间U3特征值分解后第j个特征值,u3jk表示干扰子空间U3特征值分解后第j个特征向量中的第k个矢量,k＝1,2,...N；(3c)对解相干后的干扰子空间U3进行特征值分解后，得到M个大特征值及对应的特征向量U3e：U3e=u311u321...u3l1...u3M1............u31ku32k...u3lk...u3Mk............u31Nu32N...u3lN...u3MN;]]>其中,diag(σ31,σ32,...,σ3l,...,σ3M)表示元素σ31,σ32,...,σ3l,...,σ3M对角矩阵,u3lk表示干扰子空间U3特征值分解后第l个特征向量中的第k个矢量,l＝1,2,...M；(3d)利用大的特征值对应的特征向量U3e，计算二次构造的干扰空间矩阵Gn：Gn＝U3e×U3eH；(4)利用阵列天线的相关参数，计算信号源在第i个阵元的时延τi，根据该时延τi，计算信号源的方向矢量a(θ0)；(5)利用二次构造的干扰空间矩阵Gn和信号源的导向矢量a(θ0)，计算每根天线的权值wi；利用每根天线的权值wi，计算天线输出值y。