一种最大信噪比输出相控阵天线加权方法

摘要

一种最大信噪比输出相控阵天线加权方法，其实现步骤为：1）把阵列接收射频信号转换为数字中频信号y(k)；2）根据传统相控阵天线理论计算第一组权矢量w；3）加权输出为h(k)；4）估计各个通道接收信号的期望信号功率和噪声功率计算第二组权矢量a，其中第i路对应权值为6）相控阵的最终输出为相对于传统相控阵天线，本发明的相控阵天线加权方法，不会增加硬件成本，无需通道校正，能够确保阵列输出具有最大信噪比，满足工程应用需求。

主权项

1.一种最大信噪比输出相控阵天线加权方法，其实现步骤是：第一步，相控阵天线接收到的射频信号为x(t)=[x₁(t)…x_N(t)]^T，N为天线阵元数，符号“T”表示求转置，x_i(t)表示第i个阵元接收的射频信号，i=1,...,N；通过正交下变频把x(t)转换到中频，并进行模数变换，得到数字中频复信号y(k)=[y₁(k)…y_N(k)]^T，y(k)表示第k个快拍，K是快拍数，k=1,...,K；第二步，在已知期望信号角度情况下，根据相控阵天线基本原理，计算第一次加权采用的权矢量w=[w₁...w_N]^T，w_i表示第i个通道对应权值，i=1,...,N；第三步，利用权矢量w分别对每个通道的中频复信号y_i(k)进行加权，得到第一次加权后的输出信号h(k)=[h₁(k)…h_N(k)]^T，其中表示第i个通道第一次加权后的输出信号，符号“*”表示求共轭，i=1,...,N；第四步，利用谱估计法，分别估计信号h_i(k)中期望信号功率和噪声功率对第i个通道，i=1,...,N，其估计步骤为：1）计算长度为K的信号序列h_i(k)的离散傅里叶变换H_i(k)，即信号频谱H_i(k)，并计算其模的平方值|H_i(k)|²，从而求得接收信号总功率2）将长度为K的频谱H_i(k)按序号平均分为M段，M为正整数，每段的序列长度按照式计算第j段的功率，j=1,...,M；3）对于M段的各个功率E_ij，取功率最小值符号min{}表示取集合元素最小值，并认为其只包含了噪声分量，从而计算得到总的噪声功率${P_i}^n={\mathrm{ME}}_i^{\min };$4）由接收信号总功率P_i与噪声功率可以求得期望信号功率第五步，根据估计出的第i个通道信号功率和噪声功率计算相控阵天线第二次加权采用的权矢量a=[a₁...a_N]^T，其中i=1,...,N；第六步，计算相控阵天线的第二次加权输出，即相控阵天线最终的输出为$z_{\mathrm{out}}\left(k\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i{h}_i\left(k\right).$