[发明专利]一种自适应波束形成方法及装置

说明书

本发明公开了一种自适应波束形成方法及装置，所述自适应波束形成方法包括：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。本发明能够快速获取主瓣稳健自适应波束形成权值，从而提高对天线信号的处理效率，以满足高机动平台对天线信号处理的实时性要求。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种适用于高机动平台的自适应波束形成方法及装置。

背景技术

自适应波束形成方法作为雷达天线的阵列信号处理的重要方法，能够通过目标的入射方向和回波数据等信息自适应地改变天线阵元的波束形成权值，使雷达天线具有更好的干扰抑制能力与更强的分辨率。目前用于高机动平台的自适应波束方法有最小均方误差方法、线性约束最小方差方法和最大信干噪比方法等，但上述方法无法克服外部误差引起的目标位置失配问题。

目前国内针对高机动平台的自适应波束形成方法大都在DSP(Digital SignalProcessing)芯片上实现完成，但其具有一定的局限性。例如，高速运动平台由于其相对速度非常快，导致干扰方向和目标的入射方向变化迅速，基于DSP芯片实现自适应波束形成方法的时间达不到高速机动平台快速响应的需求。回波数据的采集和波束形成处理采用顺序级联的方式在不同的硬件平台上完成，这种处理数据的方式不仅在不同平台间数据交互中增加大量临时数据，增加了数据交互时间，降低了天线信号处理效率，而且增大了信号处理机对存储空间的需求，与高机动平台的硬件资源和计算资源紧缺的实际情况相悖。当回波数据量较大时，为了达到信号处理实时性要求，雷达天线通常采用多通道多任务处理技术，然而DSP芯片对多通道多任务并行处理能力有限，必须增加DSP芯片个数才能够满足多通道多任务信号处理的需求，不仅会造成研制成本较高，还会降低经济效益，而且对功耗体积都是巨大的挑战，不适合在高机动平台上使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应波束形成方法及装置，克服现有波束形成方法及其实现过程的不足，从而使其适用于高机动平台。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种自适应波束形成方法，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。

优选地，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；

根据所述阵元数量得到阵元矢量；

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。

优选地，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；

根据所述第一向量和所述阵元矢量得到第二向量；

对所述第二向量进行元素求和得到第三向量；

对所述第三向量进行相位角计算得到第四向量；

根据所述第四向量计算所述主瓣角度约束向量。