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1、基于直接数据域方法的多波束形成算法邵尉钱祖平袁峰(解放军理工大学通信工程学院，江苏，南京，210007)摘要：提岀了一种基于直接数据域最小二乘方法的多波束形成算法。首先，通过差值公式来构造矩阵方程。然后，采用共辄梯度法求解该方程，得到最优自适应权值，从而完成对多个期望信号复幅度的估计。算法只对单快拍数据进行处理，无需构造样本协方差矩阵。仿真结果表明，基于直接数据域方法的自适应多波束形成算法可以同时接收并跟踪多个期望目标信号，并具有良好的干扰置零性能。关键词：直接数据域最小二乘方法；自适应多波束形成；干扰置零中图分类号：TN82O.1+5Mult
2、ipleBeamformingAlgorithmBasedonDirectDataDomainApproachShaoWeiZu-pingQianYuanFeng(InstituteofCommunicationEngineering,PLAUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210007,China)Abstract:AmultipleBeamformingalgorithmbasedondirectdatadomainleastsquaresapproachispresented.Firstly,
3、matrixequationisformedaccordingtodifferenceformulas.Secondly,theequationissolvedviaconjugategradientmethodtoobtainoptimaladaptiveweights.Finally,theestimationforcomplexamplitudesofmultipledesiredsignalsisaccomplished.Theproposedalgorithmonlyprocessesasinglesnapshotasopposedt
4、oformingsamplecovariancematrix.Simulationresultsshowtheproposedalgorithmcanreceiveandtrackmultipledesiredsignalssimultaneouslyandhaveagoodinterferencenullingperformance.Keywords:directdatadomainleastsquaresapproach,adaptivemultiplebeamforming,interferencenulling收稿日期：2007-02-
5、06基金项目：江苏省自然科学基金(BK2004016)联系人：邵尉Email:silvcrshao@l63.com1引言多个目标的跟踪、定位、测控与通信是推动信息技术发展的重要动力之一，而多波朿形成则是实现这一技术的基木条件。在多种实际应用中，天线阵需要同时在多个期望信号的波达方向上形成接收波束，并将波束零点对准干扰方向。并且，由于目标信号源的高速移动、或者信号传输环境的动态时变，要求自适应算法能够快速收敛，以满足高实时性要求。可用丁•多波束形成技术的口适应算法有LMS、RLS等l，l,2,o这些算法均需要多个快拍数据进行迭代运算，并且需要对H
6、标信号具备某些先验知识，如本地参考信号。［3］提出了一种基于广义旁瓣对消器的多波束形成技术，然而，在存在多径干扰等相干信号的情况下，该技术必须通过空间平滑算法来获得良好的接收效果，从而增加了处理的复杂度。近年来，直接数据域最小二乘方法被捉出并成功应用于〔I适应阵列信号处理中⑷•⑻。该方法的优势在于只需对阵元输出复电压的单快拍数据进行处理，避免了样本协方差矩阵的构造，对多径干扰等相干信号具冇天然的抵御力，非常适合动态时变环境下的自适应多H标跟踪和干扰置零。因此，本文提出了-•种基于直接数据域最小二乘方法的自适应多波束形成算法，在进行自适应干扰抑制
7、的同时，乂能够对各期望信号进行正确恢复。下面，我们以均匀矩形平面阵列为例來进行讨论。2信号模型如图1,考虑由MxN个阵元组成的矩形面阵位于X-Y平而上，以第(1,1)个阵元为坐标原点。各阵元的位置由坐标来表示,其中臨=(〃?-10’7jn=(n-l)d,心,w=l,2N。假设包括L个期望信号和P-L个干扰信号在内的P个窄带远场信号由各自方向第i个信号源图1二维均匀矩形面阵图2借助二维彻构造矩阵方程©•,©)入射到阵列上，其中0；和0分别表示第i个信号源的俯仰角和方位角，并且0°<6>,<180°,0°5©5180°,i=1,2,…，厶。信号传输
8、波长为久。第i个入射信号将在第(w,fi)个阵元上产生单位幅度和位响应exp{j2^(//Hsin0tcos0+〃”sin6isin0)/几}(1)因
