[发明专利]基于改进的自适应数字波束形成的干涉测角方法

权利要求书

1.一种基于改进的自适应数字波束形成的干涉测角方法，包括如下步骤： 

（1）将中心对称的阵列划分为上下左右四个子阵U、D、L、R，每个子阵所含阵元数相同； 

（2）计算任意一个子阵的波束形成权值矢量； 

（3）计算其它三个子阵的波束形成权值矢量： 

（3a）根据子阵间的几何关系，分别计算其它三个子阵与步骤（2）所选的子阵之间的权值变换矩阵； 

（3b）通过这三个子阵中的每个子阵对应的权值变换矩阵与步骤（2）所选的子阵的波束形成权值矢量相乘，得到这三个子阵中的每个子阵的波束形成权值矢量； 

（4）分别对上下左右各子阵的采样数据进行加权，并将各子阵加权后的输出数据按相同距离门直接相加，得到波束增强后的一路数据； 

（5）在波束增强后的一路单个脉冲数据中找到最大值，记录最大值对应的距离门，然后分别找到此距离门对应的波束增强之前的上下左右各子阵的加权后输出值y_u、y_d、y_l和y_r，代入如下干涉法测角公式得到测角结果，即俯仰角与方位角

其中，arcsin(·)表示反正弦函数，phase(·)表示取相角函数，表示俯仰向法线指向斜率，表示方位向法线指向斜率，L_y与L_x分别表示上子阵U与右子阵R的等效相位中心到坐标原点的距离，θ_B与分别表示波束指向的俯仰角和方位角。 

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）所述的计算任意一个子阵的波束形成权值矢量，按如下步骤进行： 

（2a）对所选子阵进行N次快拍采样，构成采样数据矩阵X，根据该矩阵X计算采样协方差矩阵S： 

S=X·X^H/N， 

其中，H表示共轭转置； 

（2b）对采样协方差矩阵S进行特征值分解，得到 

S=QΛQ^H， 

其中，Q=[v₁,v₂,…,v_m]是由采样协方差矩阵S的m个特征向量vi所构成的矩阵，Λ是由采样协方差矩阵S的m个特征值λ_i构成的对角矩阵，m是采样协方差矩阵S的维数，i=1,2,…,m； 

（2c）根据干扰的类型、强度和个数这些先验信息和采样协方差矩阵S的m个特征值{λ₁,λ₂,…,λ_m}之间的大小关系，在采样协方差矩阵S的m个特征向量{v₁,v₂,…,v_m}中选出构成干扰子空间的r个特征矢量{v₁,v₂,…,v_r}，1≤r≤m； 

（2d）根据选出的构成干扰子空间的r个特征矢量{v₁,v₂,…,v_r}，计算干扰子空间矩阵J为： 

（2e）根据求得的干扰子空间矩阵J，计算干扰子空间的正交补空间矩阵J^⊥为： 

J^⊥=I-J， 

其中，I是与干扰子空间矩阵J相同维数的单位矩阵； 

（2f）根据所选子阵的阵元坐标，设为p₁,p₂,…,p_m，和波束指向对应的波数矢量k，计算所选子阵的导向矢量a₁为： 

其中m为阵元个数，与采样协方差矩阵S的维数相同，T表示转置，j为虚数单位； 

（2f）根据求得的干扰子空间的正交补空间矩阵J^⊥和导向矢量a₁，计算所选子阵的波束形成权值矢量w₁为： 

w₁=J^⊥·a₁。