1.一種新的DOA失配條件下穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成方法,其特征在于步驟如下:
(1)計(jì)算正定矩陣Q
式中,a(θ)為導(dǎo)向矢量,d表示陣元間距,λ為信號(hào)波長(zhǎng),[·]T表示轉(zhuǎn)置操作,j表示虛數(shù),為假定的波達(dá)方向,Δθ為波到達(dá)方向的不確定范圍,[·]H表示共軛轉(zhuǎn)置操作,波達(dá)角θ表示來(lái)波方向和天線陣列法線方向的夾角,M表示陣元個(gè)數(shù);
(2)根據(jù)步驟(1)得到的正定矩陣Q,對(duì)正定矩陣Q進(jìn)行特征分解,得到正定矩陣Q的M個(gè)特征值,然后對(duì)M個(gè)特征值進(jìn)行從大到小排序,選擇前K個(gè)特征值,所述第K個(gè)特征值要滿足:第K個(gè)特征值是第K+1個(gè)特征值的m倍;將K個(gè)特征值所對(duì)應(yīng)的特征矢量組合成列正交矩陣U;
(3)構(gòu)建優(yōu)化模型如下:
式中,r為待求的旋轉(zhuǎn)矢量,為信號(hào)采樣得到的采樣數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣,N為采樣的快拍數(shù),x[n]表示均勻線陣第n次快拍的接收數(shù)據(jù),n=1,2,3,…,N,M為約束旋轉(zhuǎn)矢量r模值的平方,UH表示對(duì)矩陣U的共軛轉(zhuǎn)置,表示對(duì)求逆;
(4)將步驟(3)中的矩陣進(jìn)行特征分解,得到特征值中的最小特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量為旋轉(zhuǎn)矢量r,即所述r為矩陣最小特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量;
(5)根據(jù)步驟(2)的列正交矩陣U以及步驟(4)中的旋轉(zhuǎn)矢量r估計(jì)在波達(dá)角嚴(yán)重失配情況下期望的導(dǎo)向矢量a:
式中,||·||表示取模操作。
(6)構(gòu)建基于廣義秩信號(hào)模型的穩(wěn)健波束形成方法優(yōu)化模型:
s.t. wH(aaH+Δ)w≥1,且||Δ||≤ε
其中,w為待求的最優(yōu)權(quán)矢量,Δ表示誤差矩陣,ε表示設(shè)定的誤差矩陣的模值,取值為
(7)對(duì)矩陣進(jìn)行特征分解,獲得最大特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量w,w即為波束形成權(quán)矢量,其中I為單位矩陣。
(8)根據(jù)步驟(7)獲得的權(quán)矢量w,波束形成的輸出為:wHx,其中x為陣列接收的來(lái)波數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新的DOA失配條件下穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成方法,其特征在于:所述m取8以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新的DOA失配條件下穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成方法,其特征在于:所述ε與M的取值關(guān)系為