基于稳健capon波束形成技术的矢量相关测向方法

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1、基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法摘要：为了弥补阵列天线导向矢量失配对测向性能的影响，提出基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法。与直接使用相位差的常规相关干涉测向技术不同，该方法首先利用稳健Capon波束形成技术估计目标信号的真实导向矢量；然后通过导向矢量的相关拟合确定目标信号方向。通过仿真分析，得出了以测向为衡量标准时不确定集约束参数的选择原则。仿真结果表明该方法能够弥补阵列流型失配的影响、准确测量目标信号方向。关键词：阵列信号处理；稳健波束形成；矢量相关测向；导向矢量相关拟合；交汇对接中图分类号：TN911?34文献标识

2、码：A文章编号：1004?373X（2014）18?0026?04Vectorcorrelationdirection?findingmethodbasedonrobustCaponbeamformingtechnologyRENXiao?song1，YANGJia?wei1，CUIWei2，WUSi?liang2，OUChun?xiang1，ZHUZhen?hong1，CHENYan1（1.ChinaAerospaceScience&IndustryAcademyofInformationTechnology，Beijing100070，China

3、；2.13BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China）Abstract：Inordertocompensatetheinfluenceofthearrayantennasteeringvectormismatch，thevectorcorrelationdirectionfindingmethodbasedontherobustCaponbeamformingtechnologyisproposed.Differentfromtheconventionnalcorrelationinterfere

4、ncedirectionfindingtechnologyusingthephasedifference，thenewmethodusesrobustCaponbeamformingtechnologytoestimatethetruesteeringvectorofthetargetsignal，andthendetermethedirectionofthetargetsignalbythesteeringvectorcorrelationfitting.Theselectionprincipleofuncertainconstraintparam

5、eterwasobtainedthroughsimulationanalysis.Thesimulationresultsshowsthatthemethodcancompensatetheimpactofthesteeringvectormismatch，andmeasurethetargetsignaldirectionaccurately.Keywords：arraysignalprocessing；robustbeamforming；vectorcorrelationdirectionfinding；steeringvectorcorrela

6、tionfitting；intersectiondocking130引言采用微波雷达进行空间交会对接测角具体技术实现方式主要包括：多基线干涉仪测角与和差波束比幅单脉冲测角[1]。在实际应用中天线阵列不可避免地存在各种误差（如通阵元位置扰动误差、通道幅相误差），这些误差会导致实际的阵列流型与理想状态存在偏差、接收到的实际信号与理想信号存在偏差，从而使得基于多基线干涉仪测角方法性能下降、出现解模糊错误；使得利用标准Capon波束形成技术[2]（SCB）形成的方向图与理想方向图存在偏差，从而导致导致波束扫描测角方法性能的下降[3?5]。为了克服阵列误差带来

7、的阵列流型失配和输出信干噪比下降等不利影响，在过去30年里，出现了很多优秀的改善波束形成的稳健性方法，主要可分为基于特征空间的自适应波束形成、多点约束和对角加载技术等几类[3，6?12]。其中，典型算法包括线性约束最小方差（LCMV）13波束形成技术，该方法是通过增加点约束、导数约束等条件，对自适应权矢量进行有效的约束，从而提高算法的稳健性，但该算法占用了系统的自由度，增加了系统的复杂度。文献[13]提出了基于不确定集的稳健Capon波束形成方法（RCB），该方法将要估计的信号功率作为目标函数，在给定的误差范围内对导向矢量进行搜索，选择与波束形成输出

8、功率的最大值对应导向矢量作为真实导向矢量的估计，并用估计的导向矢量进行波束形成。该方法的最大优点在于其权矢量