一种基于稳健最小二乘的鲁棒波束形成方法

摘要

本发明提供了一种基于稳健最小二乘的鲁棒波束形成方法。利用广义旁瓣对消器将波束形成器的权值分解为静态权值和自适应权值两个部分，并将标准MVDR波束形成器表达式转化为最小二乘形式。在实际数据协方差矩阵和估计数据协方差矩阵误差的范数约束下，求得最差情况下的数据协方差矩阵，利用所求数据协方差矩阵修改最小二乘问题将其转化为稳健最小二乘问题，进一步将其转化为二阶锥规划问题，利用高效内点法求得最优解。本发明在以下方面具有更好的性能：(1)在存在条件失配时的输出信干噪比和功率估计精度；(2)波束图中干扰方向的零陷深度；(3)对算法中需要预先估计参数的失配敏感性低。本发明具有一定的理论意义和实用价值。

主权项

一种基于稳健最小二乘的鲁棒波束形成方法，其特征是：（1）、对阵列数据进行采样获得时域快拍模型，并估计数据协方差矩阵；（2）、利用常规波束形成器对数据预处理，得到期望信号低精度的方位角，将所述方位角作为稳健波束形成器的预成波束方位；（3）、利用广义旁瓣对消器结构将波束形成器权向量分解为静态权向量和自适应权向量两个部分，其中静态权向量设置为常规波束形成器的权向量，自适应权向量由阻塞矩阵和对应的系数组成；（4）、利用Cholesky分解将MVDR波束形成器的目标函数转化为最小二乘问题形式；（5）、在实际数据协方差矩阵和估计数据协方差矩阵误差的范数约束下，计算最差情况下的数据协方差矩阵，其中实际数据协方差矩阵和估计数据协方差矩阵误差的范数利用估计数据协方差矩阵的迹和阵元数的比估计；（6）、利用最差情况下的数据协方差矩阵计算归一化系数，利用归一化系数简化步骤4中的最小二乘问题，并利用三角函数不等式将其转化为二阶锥规划问题，利用高效内点法求得待求自适应权向量；（7）、利用静态权向量和已求的自适应权向量合成稳健波束形成器的权向量，利用稳健波束形成器的权向量处理阵列数据，从而获得高输出信干噪比的期望信号。