【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阵列信号处理。更具体地，涉及一种基于均匀面阵的降维波束置零方法。
技术介绍
1、目前，波束置零技术属于波束赋型的一种，广泛应用于雷达及通信领域，目前对于波束零点赋型已有大量方法应用于实际场景。遗传算法，模拟退火算法和粒子群算法等全局优化算法在应用于大型阵时由于阵元数量巨大导致计算时间过长。交替投影算法是一种可以优化任意天线阵列结构阵元电流激励的方法，能实现对方向图的精准控制。除此之外，最小均方误差(lms)和加权最小均方误差(wlms)方法也被相继提出。上述方法均存在运算量比较大，难以实际应用的问题，一般离线静态波束方向图的优化，无法直接应用于大型数字阵列的在线实时计算。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于均匀面阵的降维波束置零方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
2、为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、一种基于均匀面阵的降维波束置零方法，包括：
4、基于整个天线阵面计算全阵面的波束指向系数；
5、根据预设的降维维度对所述天线阵面进行均匀切割，得到至少一个块阵；
6、根据预设的准则选取处理所述块阵得到基准阵的方法，得到基准阵；
7、以所述基准阵的天线单元坐标为基础计算得到基准阵置零系数；
8、将所述基准阵置零系数映射到所述天线阵面所有天线单元，得到天线阵面的目标指向为法向的置零系数；
9、根据所述置零系数和所述波束指向系数计算得到全阵波
10、可选地，所述对所述天线阵面进行均匀切割包括
11、根据预设统一标准对所述天线阵面进行均匀切割，得到至少一个块阵，所述块阵的尺寸完全相同；
12、对于非标准形状天线阵面，屏蔽多余的天线单元使天线阵面能够按预设的统一标准进行切割；所述天线阵面为均匀面阵。
13、可选地，所述处理所述块阵得到基准阵的方法包括选取某一块阵作为基准阵置零系数计算的基准阵和选取每个块阵某一通道共同组成的阵面作为基准阵。
14、可选地，所述预设的准则包括
15、当天线阵面的零点位于栅零点禁止区域时，选取某块阵作为基准阵；
16、当天线阵面的零点位于其它区域时，选取每个块阵内某一通道组成的阵面作为基准阵。
17、可选地，所述以基准阵的天线单元坐标为基础计算得到基准阵置零系数包括
18、以所述基准阵的天线单元坐标为基础，得到零点导向矢量，
19、根据所述零点导向矢量得到零点导向矢量矩阵；
20、根据所述零点导向矢量矩阵计算所述协方差矩阵的逆矩阵；
21、根据目标指向、基准阵天线单元间距、波长计算得到数字波束形成指向为法向的指向系数；
22、根据零点指向、基准阵天线单元间距、逆矩阵、波长和数字波束形成指向为法向的指向系数计算得到基准阵置零系数。
23、可选地，所述以基准阵的天线单元坐标为基础，得到零点导向矢量包括
24、根据选取的基准阵中不同天线单元位置信息计算出基准阵第k个零点的导向矢量
25、
26、其中，x为基准阵的一维，代表基准阵在水平方向上的天线单元数量；y为基准阵的另一维，代表基准阵在垂直方向上的天线单元数量；x代表所在天线单元位于基准阵的第x列，且1≤x≤x；y代表所在天线单元位于基准阵的第y行，且1≤y≤y；λ为入射天线阵面的信号的波长；k为零点数量；
27、dkx＝dδx(sin(θkx)-sin(θx))，dky＝dδy(sin(θky)-sin(θy))；
28、其中，dδx为基准阵水平方向上相邻天线单元之间的间距，dδy为基准阵垂直方向上相邻天线单元之间的间距；θx为数字波束形成指向在水平方向上的投影，θy为数字波束形成指向在垂直上的投影；θkx,θky为零点k(1≤k≤k)所在角度的水平和垂直方向上的投影，m×n为天线阵面的大小，i×j为均匀切割得到的尺寸相同块阵的数量，p×q为块阵的尺寸，且m＝p×i，n＝q×j；对于选取某块阵作为基准阵，则x＝p，y＝q；对于选取所有块阵内某一通道作为基准阵，则x＝i，y＝j；则dδx＝pdx,dδy＝qdy；基准阵单元间距与天线阵列单元间距的关系为dδx＝dx,dδy＝dy，其中dx为天线阵面水平方向上相邻两个单元之间的单元间距，dy为天线阵面垂直方向上相邻两个单元之间的单元间距。
29、可选地，所述k个零点导向矢量共同组成零点导向矢量矩阵：
30、c＝[c(θ1x,θ1y),c(θ2x,θ2y),…c(θkx,θky)]
31、其中，c(θkx,θky)为c'(θkx,θky)按行展开排列成一个一维矩阵，
32、
33、所述零点导向矢量矩阵的协方差矩阵的逆矩阵
34、rcinv＝(chc)-1
35、其中，ch为c的共轭转置矩阵；
36、所述目标指向为法向的指向系数：
37、w1d＝[1,…,1,…,1]t
38、其中w1d为一维矩阵，维度为(m×n)×1，[]t表示矩阵的转置。
39、可选地，所述基准阵置零系数
40、w'＝w1d-w1d*c*rcinv*ch
41、wld为基准阵的波束指向系数。
42、可选地，所述将所述置零系数映射到所述天线阵面所有天线单元，得到天线阵面的目标指向为法向的置零系数包括
43、对所述基准阵置零系数进行扩维；
44、根据处理的块阵的方式，选取映射关系将所述基准阵置零系数映射到所述天线阵面所有天线单元，得到天线阵面的目标指向为法向的置零系数；
45、对于选取某块阵作为基准阵，将块阵内每个通道的权值赋予其它块阵对应通道，映射到所述天线阵面所有天线单元的映射关系为
46、wijpq＝w'pq 1≤i≤i,1≤j≤j,1≤p≤p,1≤q≤q
47、其中，w'pq为基准阵第p行第q列通道权值，wijpq为第i行第j列块阵中第p行第q列通道权值；
48、对于选取每个块阵某一通道共同组成的阵面作为基准阵，将所述基准阵内某一通道对应的权系数赋予所属块阵所有通道的权系数相同，即第i行第j列块阵内通道均满足如下映射关系：
49、wijpq＝w'ij 1≤i≤i,1≤j≤j,1≤p≤p,1≤q≤q
50、其中，w'ij为基准阵内第i行第j列通道对应的权值，wijpq为第i行第j列块阵内任意第p行第q列通道权值；
51、wijpq的集合构成的一维阵列即为天线阵面目标指向为法向的置零系数wall。
52、可选地，所述全阵波束置零系数
53、wld＝w.*wall
54、式中，w为整个天线阵面计算全阵面的波束指向系数，wall为天线阵面的目标指向为法向的置零系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于均匀面阵的降维波束置零方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述天线阵面进行均匀切割包括
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理所述块阵得到基准阵的方法包括选取某一块阵作为基准阵置零系数计算的基准阵和选取每个块阵某一通道共同组成的阵面作为基准阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的准则包括
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以基准阵的天线单元坐标为基础计算得到基准阵置零系数包括
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述以基准阵的天线单元坐标为基础，得到零点导向矢量包括
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基准阵置零系数
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将所述置零系数映射到所述天线阵面所有天线单元，得到天线阵面的目标指向为法向的置零系数包括
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述全阵波束置零系数
【技术特征摘要】
1.一种基于均匀面阵的降维波束置零方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述天线阵面进行均匀切割包括
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理所述块阵得到基准阵的方法包括选取某一块阵作为基准阵置零系数计算的基准阵和选取每个块阵某一通道共同组成的阵面作为基准阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的准则包括
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以基准阵的天线单元坐标为基础...
【专利技术属性】
技术研发人员：仪飞，张攀，郭旭昌，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：
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