[发明专利]基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法

权利要求书

1.基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、设计宽带发射天线阵列，计算宽带阵列的输出信号；

步骤二、设计子带滤波器组；

步骤三、利用子带滤波器组中的分析滤波器组完成宽带信号的子带划分；

步骤四、基于子带线性多约束最小方差准则计算各个子带自适应波束形成权矢量；

步骤五、利用子带滤波器组中的综合滤波器组将经过处理的宽带信号进行重构，综合滤波器组重构后第m个阵元输出的信号的频域表达式为：

其中，Y_m(e^jω)表示第m个阵元输出的信号的频域，Q是子带处理通道总数，J是抽头延迟线系数，q＝1,...,Q，k＝0,1,…,J-1，w_qm[k]表示第m个阵元第q个子带的第k个抽头加权值，X(e^jω)表示原始宽带信号的频域，H_q(e^jω)表示第q个子带的分析滤波器的频率响应，F_q(e^jω)表示第q个子带的综合滤波器的频率响应。

2.根据权利要求1所述的基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，步骤一中的宽带发射天线阵列是阵元个数为M的均匀直线阵列，每个阵元后面是一个等效于离散有限冲激响应滤波器的抽头延迟线，抽头延迟线系数为J，宽带阵列的输出信号x(n)的最低频率为f_L，最高频率为f_H，n＝0,±1,±2,…；第m个阵元输出的信号x_m(n)满足公式：

其中，x(n-k)指输出的离散信号x(n)向左平移k个单位，w_m[k]指第m个阵元的第k个抽头的加权值，m＝0,1,…,M-1，k＝0,1,…,J-1。

3.根据权利要求1所述的基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，所述的子带滤波器组选用离散傅里叶变换滤波器组。

4.根据权利要求2所述的基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，每个阵元后面有Q个子带处理通道，每个子带处理通道中有一个分析滤波器和一个综合滤波器。

5.根据权利要求4所述的基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，每个子带通道的分析滤波器是由一个长度为P的低通原型滤波器H₀(z)平移获得，在采样频率为f_s时，P＝f_s/(B/M)，其中，B是该子带通道中信号的带宽，M是阵元总数；分析滤波器满足以下公式：

H_q(z)＝H₀(zW^q+i)

H₀(z)＝1+z^-1+…+z^-(P-1)

其中，H_q(z)表示第q个通道分析滤波器冲击响应的z变换，q＝1,...,Q且复变量z＝e^jω，W＝e^-j2π/P，q+i表示第q个子带分析滤波器相对于低通滤波器H₀(z)的频率偏移，i＝f_L/(B/M)-0.5，f_L是宽带信号的最低频率。

6.根据权利要求5所述的基于子带线性多约束最小方差准则的宽带发射自适应波束形成方法，其特征在于，综合滤波器满足以下公式：

F_q(z)＝W^-(q+i)F₀(zW^q+i)

F₀(z)＝1+z^-1+…+z^-(P-1)

其中，F_q(z)表示第q个通道综合滤波器的z变换。