一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，包括：根据阵列天线的接收信号建立接收信号矩阵；对所述接收信号矩阵进行平滑预处理，获得Hankel矩阵；利用所述Hankel矩阵计算所述接收信号矩阵的协方差矩阵；利用所述协方差矩阵获得鲁棒自适应波束形成器的期望导向矢量的估计值；利用所述估计值和所述协方差矩阵得到所述鲁棒自适应波束的权重矢量。该鲁棒自适应波束形成方法可以更好地处理有限的样本问题和不匹配问题，能够有效地估计期望信号的导向矢量。

A robust adaptive beamforming method based on structural information

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法
本专利技术属于自适应波束形成
，具体涉及一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法。
技术介绍
自适应阵列天线技术是利用算法对天线的波束实现自适应的控制，自适应阵列天线抗干扰就是在保证期望信号大增益接收的前提下，自适应地使天线的方向图零险对准干扰的方向，从而抑制掉干扰或者降低干扰信号的强度。自适应波束形成已广泛应用于雷达、声纳、医学成像、无线通信等领域。通常，假设所需的信号导向矢量是精确已知的，由于不精确的波场传播条件、不完美校准的阵列以及阵列扰动等，会引起实际导向矢量与假定导向矢量之间的不匹配。由于这种不匹配，波束形成器输出信号的信干噪比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio，SINR)大大降低。基于此，已经提出了许多对失配相对不敏感的鲁棒波束形成算法。传统的鲁棒波束形成技术包括对角加载波束形成器、基于本征空间的波束形成器以及投影波束形成器。在过去十年中，已经出现了比较优越的鲁棒波束形成器来解决不匹配问题。在一种鲁棒的Capon波束形成器中，对角加载的值可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，包括：/n根据阵列天线的接收信号建立接收信号矩阵；/n对所述接收信号矩阵进行平滑预处理，获得Hankel矩阵；/n利用所述Hankel矩阵计算所述接收信号矩阵的协方差矩阵；/n利用所述协方差矩阵获得鲁棒自适应波束形成器的期望导向矢量的估计值；/n利用所述估计值和所述协方差矩阵得到所述鲁棒自适应波束的权重矢量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，包括：
根据阵列天线的接收信号建立接收信号矩阵；
对所述接收信号矩阵进行平滑预处理，获得Hankel矩阵；
利用所述Hankel矩阵计算所述接收信号矩阵的协方差矩阵；
利用所述协方差矩阵获得鲁棒自适应波束形成器的期望导向矢量的估计值；
利用所述估计值和所述协方差矩阵得到所述鲁棒自适应波束的权重矢量。


2.根据权利要求1所述的基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，根据阵列天线的接收信号建立接收信号矩阵，包括：
利用N个天线阵元组成的阵列天线获取接收信号；
根据所述接收信号建立接收信号矩阵x(k)：
x(k)＝[x1(k)，…，xN(k)]T，
其中，k＝1…K，K为所述接收信号的帧数，(·)T表示转置运算。


3.根据权利要求1所述的基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，对所述接收信号矩阵进行平滑预处理，获得Hankel矩阵，包括：
利用平滑长度为N′＝N-1的平滑窗口对所述接收信号矩阵进行平滑预处理，获得Hankel矩阵X1和X2：



其中，N表示天线阵元的数量，K为所述接收信号的帧数。


4.根据权利要求3所述的基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，利用所述Hankel矩阵计算所述接收信号矩阵的协方差矩阵，包括：
根据所述Hankel矩阵X1和X2获得第一协方差矩阵



其中，H表示共轭转置；
利用Toeplitz结构获得第二协方差矩阵



其中，表示的第n条对角线，表示中(i，j)位置处的元素。


5.根据权利要求3所述的基于结构信息的鲁棒自适应波束形成方法，其特征在于，利...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，谢佳宏，高永婵，曾操，房云飞，杨帆，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61