一種新的二維子陣級ADBF相關干擾抑制方法

陳亮　高策　許彥章

摘 要：自適應數字波束形（ADBF）成需抑制各類干擾，同時保證主瓣增益。另外大規模陣列下，常采用子陣結構來降低算法運算量。針對上面兩個問題，將一維線陣下的相關干擾抑制ADBF方法，推廣到子陣結構的面陣上。該算法運算量小，思想簡單，相較過去的平滑算法和虛擬陣列算法更容易在工程中實現。計算機仿真驗證了算法的正確性及有效性。

關鍵詞：子陣級 ADBF 相關干擾抑制

中圖分類號：TN957 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0125-03

傳統的ADBF算法都是假設信號之間互不相關，然而空間中存在著多徑干擾。這導致了期望信號相消，輸出SINR下降。近年來，相關ADBF算法得到了廣泛的重視，包括空間平滑類算法、虛擬波束形成算法[1-3]。其核心思想是平滑協方差矩陣保證秩不虧。線性約束算法通過增加約束[4]進行波束形成，而干擾方向和系統自由度都是問題。文獻[5]提出的新算法也需要事先已知干擾信號的方位，且信號子空間的提取也受先驗信息的影響。文獻[6]提出了在均勻線陣的情況下，利用Toeplitz技術和特種空間（ESB）算法結合的一種相關干擾抑制ADBF技術。基于文獻[6]的思想，文章將該算法推廣到具有子陣結構的二維平面陣上去。

1 線陣下的相關干擾抑制技術

矩陣RL2是一個（L1×L1）×（L2×L2）的矩陣，其可以被看作是一個L2×L2的矩陣，其中的每一個元素都是一個L1×L1的矩陣。RL1代表的是一維情況下的子陣級接收信號協方差矩陣。不難發現，RL2和RL1都是一個Toeplitz-Hermitian矩陣。可以將計算得到的子陣級接收信號協方差矩陣按照公式（18），劃分為若干個子塊，并對子塊和由子塊合并后的總矩陣分別進行Toeplitz化，那么就達到了子陣級兩維面陣信號去相關的目的了。

3 算法仿真

設X方向上和Y方向上的陣元個數都為24個，并且都分成了6個子陣。期望信號的方向為（0，0）。有3個干擾信號，方向分別為（0，30），（0，-45）和（0，-55）度。SNR為0dB。3個干擾對應的JNR都為50dB。期望信號和強干擾之間都具有強相關性。

從圖1中可以看到，在方向圖主瓣上保持了對期望信號的增益。

從圖2可以看出，在去相關之后，方向圖對應干擾的位置自動的產生零陷，而傳統方法對應干擾位置沒有零陷產生。

從圖3中可以看出，采用去相關算法之后，輸出SINR保持得比較好。這也從另外一個方面證明了文中所提出的算法的正確性。

4 結語

文章提出了一種兩維子陣級面陣ADBF相關干擾抑制技術，通過對子陣級輸出信號的協方差矩陣進行Toeplitz化，消去了信號之間的相關性。仿真實驗證明了算法的正確性和有效性。該算法思路簡單，運算簡便，對實際工程具有一定的指導意義。

參考文獻

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[5] 趙永波，張守宏.基于特征空間的相干干擾抑制技術[J].電子與信息學報，2002，24（4）：455-463.

[6] 戴凌燕，王勇良，李榮鋒.一種相干環境下的穩健自適應波束形成算法[J].現代雷達，2009，31（11）：56-63.