[发明专利]基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法

权利要求书

1.一种基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立N元线性阵列天线，采用不重叠非均匀划分将其划分为L个子阵，由阵元到子阵的降维矩阵设为T；线性阵列接收入射信号，入射信号由空间中P个互不相关的干扰信号和噪声组成；且N、L、P为正整数，；

步骤二：通过对子阵接收信号采样，在设定的快拍数下估计子阵级协方差矩阵，对子阵级协方差矩阵进行特征分解，得到分解后的干扰子空间和噪声子空间，并对分解后的干扰子空间和噪声子空间采用MUSIC算法进行空间谱估计，得到空间干扰的个数M和空间干扰导向矢量；

步骤三：对步骤二中得到的空间干扰的个数M进行判断，若，则执行步骤四；若，则执行步骤五；

步骤四：由期望信号导向矢量和步骤二中空间干扰导向矢量构建约束矩阵C和约束响应向量f，采用LCMV波束形成算法，计算得到阵元级模拟权矢量，并根据该阵元级模拟权矢量配置各天线阵元的移相器和衰减器，返回步骤二；

步骤五：在子阵级采用Capon波束形成算法计算得到子阵级数字权矢量，并根据该子阵级数字权矢量配置各子阵通道的移相器和衰减器；在子阵级采用Capon波束形成算法得到子阵级数字权矢量的方法为：

将以下优化问题的解作为子阵级数字权矢量：

，其中为子阵级协方差矩阵，为子阵级期望信号导向矢量，求得；

步骤六：将步骤五中各子阵通道的信号合成为一路波束作为输出。

2.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤一中的降维矩阵T满足：

，分别为子阵级、阵元级在k时刻接收的样本，且子阵级协方差矩阵与阵元级协方差矩阵的关系为：，子阵级期望信号导向矢量与阵元级导向矢量的关系为：。

3.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤二中采用如下方法估计子阵级协方差矩阵并得到干扰子空间和噪声子空间：

子阵级在k时刻接收的样本为为正整数，为快拍数即采样个数；对子阵级协方差矩阵的估计为：

；

对进行特征值分解得到：

；

其中为的特征值，，为特征值对应的特征向量，其中

，且为干扰子空间对应的特征值，为噪声子空间对应的特征值, 即为估计的干扰子空间；即为估计的噪声子空间。

4.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤二中采用如下方法得到空间干扰的个数M和空间干扰导向矢量：

由MUSIC算法得到空间谱函数，其中为信号的子阵级导向矢量，为估计的噪声子空间；

由的峰值对应的角度，得到空间干扰导向矢量和个数。

5.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤四中由期望信号导向矢量和空间干扰导向矢量构建约束矩阵C，约束响应向量f为：

；

；

其中为阵元级导向矢量。

6.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤四中由LCMV算法求得阵元级模拟权矢量方法为：

；

其中，为阵元级协方差矩阵，是约束矩阵，是约束响应向量，表示取共轭转置，求得。

7.根据权利要求1所述的基于子阵的数字模拟合成自适应抗干扰方法，其特征在于，所述步骤六中得到的合成波束输出表达式如下：

。