数字阵列超低副瓣自适应数字波束形成方法

摘要

本发明公布了一种数字阵列超低副瓣自适应数字波束形成（ADBF）方法，包括和波束常规形成，波束域干扰空域测向，构建干扰辅助波束和自适应权值计算四个步骤，具体利用数字阵列自适应设计针对干扰方向的辅助波束，进而在波束域降维空间内计算自ADBF权值。理论分析和仿真结果表明：该算法在自适应抑制干扰的同时具有很好的超低副瓣波束保形性能，且收敛速度快，运算量小，适合工程应用。

主权项

一种数字阵列超低副瓣自适应数字波束形成方法，其特征在于包括以下四个步骤：1)和波束常规形成：通过优化设计，经幅相加权后实现和波束方位超低副瓣，由公式(1),输出信号为:SΣ=XWH    （1）式中X为阵列俯仰合成后方位向各阵元的接收信号，为1×M矢量，M为阵列俯仰合成后方位向的阵元个数，W为和波束静态幅相加权矢量，上标H为复共轭转置运算；2)波束域干扰测向：在数字阵列中，将数字阵列方位向各阵元的接收数据采用空域FFT变换到波束域，进行干扰空域测向，即:B=XFH    （2）式中 F = S 1 S 2 · · · S M M × M 为空域FFT变换矩阵，由覆盖全空域的导向矢量构成，其中第i导向矢量Si为： S i = 1 e j sin [ 2 π M ( i - 1 ) ] . . . e j sin [ 2 π M ( i - 1 ) · ( M - 1 ) ] , 在波束域根据输出峰值确定空域干扰个数和相应的空域入射角，假定干扰测向确定的空域干扰个数为K，K个干扰的空域入射角分别为θ1，θ2，……θK；3)干扰辅助波束设计：独立设计指向每一个干扰的空域辅助波束，并通过切比雪夫加权压低干扰辅助波束的副瓣电平，则K个干扰辅助波束的输出信号为 C = XF K H - - - ( 3 ) 式中 F K = S K _ 1 S K _ 2 · · · S K _ K 由各干扰辅助波束的空域幅相加权矢量构成，其中K个空域干扰中指向第j个干扰的空域辅助波束的幅相加权矢量SK_j为： S K _ j = λ 1 λ 2 e j 2 πd λ sin θ j . . . λ M e j 2 πd λ ( M - 1 ) sin θ j , 式中θj为K个空域干扰中第j个干扰经干扰测向确定的该干扰的空域入射角，λl为第l个阵元的切比雪夫加权系数；l＝1，2，3…M；4)自适应权值计算：利用干扰辅助波束输出C对消常规和波束中的干扰信号，即 W RD = R C - 1 R CS - - - ( 4 ) 其中RC=E[CHC]，RCS=E[CHSΣ]，其中E[·]为数学期望运算，C为公式（3）所示的干扰辅助输出信号，SΣ为公式（1）所示的常规和波束输出信号。