自適應(yīng)加權(quán)的子陣級(jí)混合mimo-相控陣系統(tǒng)的干擾抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)是將MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多 輸入-多輸出）系統(tǒng)及相控陣系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合的一種新系統(tǒng)，它能夠克服已有的MM0系統(tǒng)和 相控陣系統(tǒng)的一些局限。
[0003] MM0是一種新興的系統(tǒng)，是目前國(guó)內(nèi)外十分活躍的研宄熱點(diǎn)。它的優(yōu)勢(shì)通常是與 傳統(tǒng)的相控陣系統(tǒng)相比較而言的。MM0系統(tǒng)與相控陣系統(tǒng)相比有較大優(yōu)勢(shì)，如更好的檢測(cè) 性能、更高的方向分辨率及估計(jì)精度，電子對(duì)抗及多徑環(huán)境下更強(qiáng)的魯棒性等。
[0004] 但是MM0系統(tǒng)與相控陣系統(tǒng)相比也存在一些局限，包括：1、各天線陣元發(fā)射正交 信號(hào)，不具備相控陣系統(tǒng)的相干處理增益，從而產(chǎn)生波束形狀損失，并在目標(biāo)散射截面積衰 落時(shí)性能有所下降。2、產(chǎn)生信噪比（SNR)損失，影響目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)精度等，盡管MM0 系統(tǒng)的這種SNR損失可通過(guò)增加累積時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，但由于應(yīng)用中有限的相干處理時(shí)間及 傳播路徑損耗等，這種方法有很大局限。3、現(xiàn)代電子系統(tǒng)常包含數(shù)百至數(shù)千個(gè)天線陣元，如 直接應(yīng)用MM0體制，則需要很多獨(dú)立的發(fā)射信號(hào)并在接收端采用數(shù)千個(gè)數(shù)字通道，這在硬 件成本及算法運(yùn)算代價(jià)方面均無(wú)法承受；而且為得到合適的發(fā)射信號(hào)，需對(duì)維數(shù)巨大的優(yōu) 化問(wèn)題進(jìn)行求解。
[0005] 子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)克服了MM0系統(tǒng)的上述局限，可有效降低硬件成本 及運(yùn)算代價(jià)。其在保持MM0系統(tǒng)所有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還具有相控陣系統(tǒng)的相干處理增益的能 力。但子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)目前還剛剛開(kāi)始研宄，有很多問(wèn)題需要解決，例如自適 應(yīng)干擾抑制的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)干擾抑制的問(wèn)題，現(xiàn)提 供自適應(yīng)加權(quán)的子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的干擾抑制方法。
[0007] 自適應(yīng)加權(quán)的子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的干擾抑制方法，該方法為：
[0008]建立子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括發(fā)射陣和接收陣，且發(fā)射陣和 接收陣的結(jié)構(gòu)完全相同，接收陣包括N個(gè)陣元，該N個(gè)陣元?jiǎng)澐譃長(zhǎng)個(gè)子陣，相鄰兩個(gè)陣元 的距離均為半工作波長(zhǎng)，且每個(gè)子陣的輸出的干擾加噪聲信號(hào)均通過(guò)L個(gè)匹配濾波器進(jìn)行 匹配濾波，N和L均為正整數(shù)；
[0009]設(shè)接收陣的陣元級(jí)導(dǎo)向向量為〃(0，），陣列的子陣轉(zhuǎn)換矩陣為T(mén)，利用陣列的子 陣轉(zhuǎn)換矩陣T和接收陣的陣元級(jí)導(dǎo)向向量《(民幻獲得接收陣的導(dǎo)向向量根據(jù)接 收陣的導(dǎo)向向量％(6供)獲得虛擬陣列的導(dǎo)向向量化其中9表示俯仰角，？>:表示 方位角；
[0010] 對(duì)虛擬陣列輸出的干擾加噪聲信號(hào)進(jìn)行K次采樣，設(shè)第k次采樣獲得的虛擬陣列 輸出的干擾加噪聲向量為yv (k)，利用該虛擬陣列輸出的干擾加噪聲向量yv (k)對(duì)虛擬陣輸 出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣進(jìn)行估計(jì)，獲得虛擬陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的估值 及、，其中1彡k彡K;
[0011] 利用虛擬陣列的導(dǎo)向向量(久爐)和虛擬陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的 估值及.獲得子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)權(quán)值w;
[0012] 利用自適應(yīng)權(quán)值W對(duì)子陣級(jí)混合MIM0-相控陣的虛擬陣列輸出的干擾加噪聲信號(hào) 進(jìn)行加權(quán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)干擾抑制。
[0013] 本發(fā)明所述的自適應(yīng)加權(quán)的子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)的干擾抑制方法，在子 陣級(jí)混合MM0-相控陣的接收端能夠自適應(yīng)地抑制干擾，并使系統(tǒng)輸出的信干噪比達(dá)到最 大。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)中陣列的子陣劃分圖；
[0015] 圖2為子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)中接收端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)權(quán)值的獲得方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]
【具體實(shí)施方式】一：參照?qǐng)D1、圖2和圖3具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的 自適應(yīng)加權(quán)的子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的干擾抑制方法，該方法為：
[0018] 建立子陣級(jí)混合MM0-相控陣系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括發(fā)射陣和接收陣，且發(fā)射陣和 接收陣的結(jié)構(gòu)完全相同，接收陣包括N個(gè)陣元，該N個(gè)陣元?jiǎng)澐譃長(zhǎng)個(gè)子陣，相鄰兩個(gè)陣元 的距離均為半工作波長(zhǎng)，且每個(gè)子陣的輸出的干擾加噪聲信號(hào)均通過(guò)L個(gè)匹配濾波器進(jìn)行 匹配濾波，N和L均為正整數(shù)；
[0019] 設(shè)接收陣的陣元級(jí)導(dǎo)向向量為《(夂以，陣列的子陣轉(zhuǎn)換矩陣為T(mén)，利用陣列的子 陣轉(zhuǎn)換矩陣T和接收陣的陣元級(jí)導(dǎo)向向量妁獲得接收陣的導(dǎo)向向量'根據(jù)接 收陣的導(dǎo)向向量％(~,妁獲得虛擬陣列的導(dǎo)向向量《.、.（乂0)，其中9表示俯仰角，p表示 方位角；
[0020] 對(duì)虛擬陣列輸出的干擾加噪聲信號(hào)進(jìn)行K次采樣，設(shè)第k次采樣獲得的虛擬陣列 輸出的干擾加噪聲向量為yv (k)，利用該虛擬陣列輸出的干擾加噪聲向量yv (k)對(duì)虛擬陣輸 出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣進(jìn)行估計(jì)，獲得虛擬陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的估值 及，其中1彡k彡K;
[0021] 利用虛擬陣列的導(dǎo)向向量和虛擬陣列輸出的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的 估值反獲得子陣級(jí)混合MIM0-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)權(quán)值w;
[0022] 利用自適應(yīng)權(quán)值w對(duì)子陣級(jí)混合MM0-相控陣的虛擬陣列輸出的干擾加噪聲信號(hào) 進(jìn)行加權(quán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)子陣級(jí)混合MMO-相控陣系統(tǒng)的自適應(yīng)干擾抑制。
[0023] 本實(shí)施方式中的子陣級(jí)混合MMO-相控陣系統(tǒng)中的陣列采用平面相控陣，收/發(fā) 共用。設(shè)陣列包含N個(gè)陣元，且陣元間距均為半波長(zhǎng)X/2,陣列采用子陣結(jié)構(gòu)，設(shè)陣列劃分 為L(zhǎng)個(gè)子陣，且發(fā)射陣與接收陣有相同的子陣結(jié)構(gòu)，圖1給出子陣級(jí)混合MMO-相控陣系統(tǒng) 中陣列的子陣劃分結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中陣列與子陣形狀是任意的，圖1以陣列及子陣均是 矩形陣為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0024] 在子陣級(jí)混合MMO-相控陣的發(fā)射陣，各子陣內(nèi)部發(fā)射相參信號(hào)，工作于相控陣 模式；而不同的子陣間發(fā)射正交信號(hào)，工作于MIMO模式。
[0025] 在子陣級(jí)混合MMO-相控陣的接收端，應(yīng)用空域自適應(yīng)干擾抑制技術(shù)，使方向圖 在干擾方向形成零陷，從而自適應(yīng)地抑制干擾。接收陣中包括移相器，用于控制波束指向。 對(duì)各陣元的輸出信號(hào)進(jìn)行加權(quán)（如Taylor加權(quán)）以用于抑制接收方向圖的