[发明专利]一种自适应波束形成方法及装置

权利要求书

1.一种自适应波束形成方法，其特征在于，包括：

根据目标的入射方向和天线的阵元数量获取所述天线的主瓣导向矢量；

根据所述入射方向和所述阵元数量获取所述天线的主瓣角度约束向量；

根据所述目标的回波数据获取协方差矩阵；

根据所述主瓣导向矢量、所述主瓣角度约束向量和所述协方差矩阵，获取主瓣稳健自适应波束形成权值，以生成对应的天线方向图；

所述根据目标的入射方向和天线的阵元数获取所述天线的主瓣导向矢量的步骤包括：

根据所述入射方向和预设主瓣展宽角度数量得到主瓣展宽角度范围向量；所述预设主瓣展宽角度的数量为5个，所述主瓣展宽角度范围向量采用如下公式进行计算：

θ_s＝[θ₀-2°,θ₀-1°,θ₀,θ₀+1°,θ₀+2°]

其中θ_s表示所述主瓣展宽角度范围向量；θ₀表示所述目标的所述入射方向；

根据所述阵元数量得到阵元矢量；所述阵元矢量是一个步长为1的行向量，其计算公式如下：

N＝[0,1,…,n-1]

其中N表示所述阵元矢量，n表示所述阵元数量；

根据所述主瓣展宽角度范围向量和所述阵元矢量计算所述主瓣导向矢量；所述主瓣导向矢量采用如下公式进行计算：

C＝exp(jπN^Τsin(θ_s))

其中C表示所述主瓣导向矢量；N^T表示所述阵元矢量N的转置；θ_s表示所述主瓣展宽角度范围向量；

所述根据所述入射方向和所述阵元数量获取所述天线的主瓣角度约束向量的步骤包括：

根据所述入射方向和所述主瓣展宽角度范围向量得到第一向量；所述第一向量的计算公式如下：

t₁(i)＝sin(θ_s(i))-sinθ₀

其中t₁表示所述第一向量；θ₀表示所述目标的所述入射方向；θ_s(i)表示所述主瓣展宽角度范围向量θ_s的第i个元素；1≤i≤5；

根据所述第一向量和所述阵元矢量得到第二向量；所述第二向量的计算公式如下：

t₂(i)＝exp(jπN^Τt₁(i))

其中t₂表示所述第二向量；N^T表示所述阵元矢量N的转置；t₁表示所述第一向量；

对所述第二向量进行元素求和得到第三向量；所述第三向量的计算公式如下：

t₃(i)＝sum(t₂(i))

其中t₃表示所述第三向量；t₂表示所述第二向量；

对所述第三向量进行相位角计算得到第四向量；所述第四向量的计算公式如下：

其中t₄表示所述第四向量；t₃表示所述第三向量；表示所述第三向量的伴随矩阵；

根据所述第四向量计算所述主瓣角度约束向量；所述主瓣角度约束向量则可以采用如下公式进行计算：

其中F表示所述主瓣角度约束向量；t₄表示所述第四向量。

2.如权利要求1所述的自适应波束形成方法，其特征在于，所述根据所述目标的回波数据获取协方差矩阵的步骤包括：

根据所述回波数据得到第一矩阵；

根据所述第一矩阵及所述回波数据计算所述协方差矩阵。

3.如权利要求1所述的自适应波束形成方法，其特征在于，所述根据所述主瓣导向矢量、所述主瓣角度约束向量和所述协方差矩阵，获取主瓣稳健自适应波束形成权值的步骤包括：

根据所述主瓣导向矢量和所述协方差矩阵得到第二矩阵；

根据所述第二矩阵、所述主瓣导向矢量、所述主瓣角度约束向量和所述协方差矩阵计算所述主瓣稳健自适应波束形成权值。