[发明专利]一种基于范数约束的波束旁瓣抑制方法

权利要求书

1.一种基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于:

步骤1：建立阵列天线接收信号模型，计算卫星信号和干扰信号的导向矢量；

步骤2：根据卫星信号和干扰信号的达到角范围，确定阵列幅值响应约束条件；

步骤3：采用范数对整个角度空间进行稀疏表示，结合步骤2确定的阵列幅值响应约束条件，确定基于范数约束的波束旁瓣抑制方法的代价函数；

步骤4：将非凸优化约束条件转化为凸优化约束条件；

步骤5：运用加权迭代算法和CVX工具箱计算阵列最优权值，获取卫星信号方向上的波束和干扰信号方向的零陷。

2.根据权利要求1所述的基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于：步骤2中，

阵列天线在整个空间角度Ω的响应P(θ)可以表示为

P(θ)＝w^Ha(θ),θ∈Ω

θ和w分别为信号到达天线时的角度和天线阵列的权值，a(θ)为接收信号的导向矢量，包括卫星信号导向矢量和干扰信号导向矢量，(·)^H为共轭转置操作；

步骤2中所说的幅值响应约束条件为，

L≤|w^Ha(θ)|≤U θ∈Ω₁

|w^Ha(θ)|≤ε θ∈Ω₂

式中，|·|为绝对值操作，Ω₁和Ω₂分别为卫星信号和干扰信号的到达角范围，当θ∈Ω₁时，L(θ)和U(θ)分别为幅值响应|w^Ha(θ)|的下限值和上限值；当θ∈Ω₂时，ε为幅值响应|w^Ha(θ)|的下限值。

3.根据权利要求2所述的基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于：步骤3中，根据L_p范数的定义

||P(θ)||p=(ΣiΩ|P(θi)|p)1/p]]>

式中，||·||为范数操作，取p＝1，即采用L₁范数来对阵列响应进行稀疏表示，

min||w^Ha(θ)||₁

4.根据权利要求3所述的基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于：步骤3中，基于范数约束的波束旁瓣抑制方法的代价函数表示为

min||w^Ha(θ)||₁

s.t.L≤|w^Ha(θ)|≤U θ∈Ω₁

|w^Ha(θ)|≤ε θ∈Ω₂

式中的s.t.代表约束条件。

5.根据权利要求4所述的基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于：步骤4中，将基于范数约束的波束旁瓣抑制方法的代价函数中约束条件转化为，

L≤w^Ha(θ)≤U θ∈Ω₁

w^Ha(θ)≤ε θ∈Ω₂

6.根据权利要求5所述的基于范数约束的波束旁瓣抑制方法，其特征在于：步骤5中，根据基于范数约束的旁瓣抑制代价函数，运用加权迭代算法和CVX工具箱计算阵列最优权值，基于范数约束的旁瓣抑制代价函数表示为，

min||w^Ha(^θ)||₁

s.t.L≤w^Ha(θ)≤U θ∈Ω₁

w^Ha(θ)≤ε θ∈Ω₂

在获得阵列最优权值w之后，可以得到阵列的输出表达是为

y(t)＝w^Hx(t)

阵列权值w与卫星信号的导向矢量a(θ),θ∈Ω₁相乘即可获取卫星信号方向的波束F(θ)，

F(θ)＝w^Ha(θ),θ∈Ω₁

若干扰信号的到达角范围为Ω₂，阵列权值w与干扰信号的导向矢量a(θ),θ∈Ω相乘即可获取干扰信号方向的零陷G(θ)，

G(θ)＝w^Ha(θ),θ∈Ω₂