一种投影虚拟天线波束形成方法

摘要

本发明涉及的是一种通讯系统的控制方法，具体地说是一种提高虚拟天线抗干扰性能的方法。本发明包括如下步骤：对到达阵列天线的M个干扰信号方位进行预估计；确定变换区域Θ并进行内插变换，得到变换矩阵；建立干扰子空间；加入干扰空间投影；完成内插虚拟变换并形成波束。本发明可以增强虚拟天线协方差矩阵的信号子空间并抑制小特征矢量的扰动，提高大小特征值强度比，极大的增加波束形成的零陷深度，改善副瓣特性，提高阵列天线的抗干扰性能。

主权项

一种投影虚拟天线波束形成方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对到达阵列天线的M个干扰信号方位进行预估计；（2）确定变换区域Θ并进行内插变换，得到变换矩阵：在变换区域内均匀设置L个插值点，确定实际阵列天线和虚拟天线在各个插值点的导向矢量，并得到实际和虚拟阵列流形矩阵A和由公式得到变换矩阵B，其中Θ表示进行内插变换的空间角度区域，即干扰信号的来波方向；A表示变换区域内实际阵列天线的流形矩阵；表示变换区域内虚拟阵列天线的流形矩阵；B表示A矩阵和矩阵的变换关系；（3）建立干扰子空间：由变换区域的协方差矩阵特征分解得到的大特征值对应的特征向量作为基向量，张成干扰子空间，计算变换区域内的协方差矩阵R_Θ，并对R_Θ进行特征分解，以R_Θ的M个大特征值对应的特征矢量作为基向量，张成干扰子空间P：$P=\mathrm{span}\{{\stackrel{-}{\upsilon }}_{{\theta }_1},{\stackrel{-}{\upsilon }}_{{\theta }_2},···,{\stackrel{-}{\upsilon }}_{{\theta }_M}\},$定义投影算子为：其中：R_Θ表示变换区域内接收到信号的协方差矩阵；表示对RΘ进行谱分解所得到的第k个特征值；表示对R_Θ进行谱分解所得到的第k个特征值所对应的特征向量；T表示与相乘所得到的矩阵，即投影矩阵；（4）加入干扰空间投影：将得到的变换矩阵B向干扰空间投影，得到修正的变换矩阵调整虚拟数据协方差矩阵（5）完成内插虚拟变换并形成波束：在白化色噪声后，依据最小方差无畸变响应准则进行波束赋形，得到虚拟天线输出数据。