【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字阵列天线空域抗干扰，特别是涉及一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法。
技术介绍
1、数字阵列天线可以通过控制方向图在干扰方向形成零陷实现空域抗干扰，同时具有波束切换快速、波束方向图控制灵活以及空域干扰抑制能力较强等优点。由于数字阵列天线每个射频通道都是由混频器、放大器和滤波器等线性或者非线性有源器件组成。射频通道间不可避免的存在幅相误差，并且随着环境温度的变化和通道间温度的差异，会缓慢变化。通道幅相误差会影响信号源角度估计精度和阵列增益，严重影响阵列方向图的干扰零陷深度以及旁瓣电平等。因此，对于低旁瓣和深零陷抗干扰需求的数字阵列天线，必须进行动态的通道幅相误差校准。
2、现有的校准算法主要分为有源校准法和自校准法两大类。有源校准法需要在系统正常工作前进入专门的校准模式，利用空间位置精确已知的辅助信号源进行校准，无法“边工作边校准”。自校准法则可以同时进行通道幅相误差参数与信源到达方向(directionofarrival,doa)的联合估计值。自校准法大多是通过幅相校准得到更精确的doa估计，对于干扰角度快速变化的情况，不能动态实现幅相补偿的抗干扰方向图零陷深度和宽度的优化控制。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于解决上述
技术介绍
中提出的问题，提供一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，根据期望的方向图零陷深度和宽度需求，利用满足自校准干噪比门限的非合作干扰源动态校准通道幅相误差，进而有效控制方向图零陷深
2、为了实现本专利技术目的，本专利技术公开了一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，包括以下步骤：
3、步骤1、对阵列接收数据矢量x(k)进行二维fft处理，根据二维fft输出与波束形成输出的关系以及计算得到的干扰检测门限t，进行快速干扰检测，估计出干扰个数p、干扰角度以及inrp,(p＝1,…,p)；
4、步骤2(a)、当p＝1且inrp≥ψ时，通过乘幂法计算x(k)的协方差矩阵的主特征向量利用与干扰导向性矢量的差异估计幅相误差
5、步骤2(b)、当p>0，即存在有效干扰时，根据p、和u,v方向的零陷展宽宽度δu,δv构建具有零陷展宽特性的干扰子空间c，并利用步骤2(a)中计算得到的幅相误差进行修正c，得到
6、步骤3、对进行施密特正交化处理，采用正交投影算法计算零陷深度和零陷宽度优化控制的空域零陷抗干扰权重w。
7、其中，辅助的幅相自校准门限计算模块，通过分析期望零陷深度与通道幅相误差、通道幅相误差与校准源inr的关系，确定幅相误差自校准的inr门限ψ。
8、进一步地，步骤1的具体过程为：
9、步骤1-1、二维fft干扰检测与角度估计；
10、对于二维矩形栅格平面阵，阵列接收数据矢量x(k)进行二维fft处理得到
11、
12、其中，为第n个阵元的输出信号，nx,ny分别为x轴和y轴方向上阵元个数；
13、二维fft输出通道(lx,ly)和角度(up,vp)对应关系为
14、
15、其中，dx,dy分别为x轴和y轴方向的阵元间距，λ为波长；
16、步骤1-2、计算干扰检测门限t；
17、首先，计算噪声功率pn
18、
19、其中，i为二维fft行列点数，ip为剔除的较大峰值的个数，i0为剔除点位置集合；
20、接着，计算虚警概率为pf时的恒虚警检测门限因子α
21、
22、最后，根据上面的pn与α计算干扰检测门限t
23、t＝αpn
24、步骤1-3、估计干扰个数p、干扰角度以及inrp,(p＝1,…,p)；
25、当dx,dy大于λ/2，由于存在周期性模糊，在可视区域(u2+v2≤1)内，二维fft处理后一个干扰对应的所有可能出现的位置数量为
26、
27、其中，为向下取整符号；
28、搜索二维fft处理后数据中超过干扰检测门限t的峰值，根据峰值对应通道位置(lx,ly)估计出干扰角度并将估计结果分组；同组干扰角度估计值之间相差整数倍模糊间距，仅需要选择该组干扰模糊角度中的任意一个角度。最终确定不相关的干扰个数p；
29、根据干扰对应的峰值位置(lx,ly)，计算干扰功率
30、pp＝|f(lx,ly,k)|2
31、对应的干噪比为inrp＝10log(pp/pn)。
32、进一步地，步骤2为两个并行计算的子步骤，具体为：
33、步骤2(a)、当p＝1且inrp≥ψ时，计算并更新幅相误差
34、计算x(k)的协方差矩阵通过乘幂法迭代估计的主特征向量干扰导向性矢量为：其中，xn,yn为阵元位置，n＝1,2,…,n，n为阵元个数，
35、与的关系为
36、
37、其中，计算得到其他阵元除以参考阵元(第一个阵元)归一化后的幅相误差估计值
38、
39、其中，
40、步骤2(b)、当p>0时，计算补偿幅相误差的干扰子空间
41、根据p、以及u,v方向的零陷展宽宽度δu,δv构建具有零陷展宽特性的干扰子空间c＝[c1,c2,…,cp]，其中
42、
43、利用步骤2(a)计算得到的幅相误差进行修正c，得到
44、进一步地，步骤3具体为：
45、对的列向量进行施密特正交化处理，得到
46、干扰正交子空间投影矩阵z⊥为
47、
48、采用正交投影算法计算零陷深度和宽度优化控制的空域零陷抗干扰权重
49、
50、其中，w0为无零陷的静态权重。
51、与现有技术相比，本专利技术的显著进步在于：1)能够根据期望的方向图零陷深度和宽度，动态的估计和补偿通道幅相误差，实现方向图抗干扰零陷深度和宽度的优化控制；2)通过施密特正交化计算避免了干扰子空间投影矩阵中的矩阵求逆运算，降低了运算复杂度；3)通过期望零陷深度确定幅相自校准门限，采用基于二维fft干扰检测与角度估计算法和基于施密特正交化的正交投影算法，利用满足自校准门限的强干扰源并行计算幅相误差自校准，达到一边工作，一边实时更新幅相误差的目的。
52、为更清楚说明本专利技术的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
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1.一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：
3.根据权利要求1所述的一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，步骤2为两个并行计算的子步骤，具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，步骤3具体为：
【技术特征摘要】
1.一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于通道幅相误差动态补偿的数字阵列方向图零陷优化控制方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：
3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓峰，王晴，盛卫星，张仁李，邱爽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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