CN112532308A - 一种抗干扰调零系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗干扰调零系统,属于信号处理技术领域。其包括天线辐射单元、接收链路、数字阵列模块、自适应波束形成模块,其中,空间来波信号由天线辐射单元接收,经接收链路放大、滤波后,送到数字阵列模块完成子阵内部多路信号的初级数字波束形成,最后由自适应波束形成模块实现调零波束和静态波束的形成。本发明通过降维两级波束形成架构,兼顾波束形成的计算量与自适应调零需求。此外,其采用优化的非均匀子阵及布局布阵,改善了方向图的旁瓣性能,减小了调零波束形成的栅瓣影响。本发明可基于FPGA和SoC流水迭代环架构实现,从而能进一步降低自适应调零的计算量,并提高干扰信号检测的实时性。
Description
技术领域
本发明属于信号处理技术领域,具体涉及一种抗干扰调零系统。
背景技术
有源相控阵天线因为其体积小、低损耗、低轮廓、易于实现波束调零、波束赋形、多波束,同时可敏捷调整波束指向等优点,近十多年来,在卫星通信系统的空间段和用户终端都得到了广泛的应用。
随着GEO高通量卫星和LEO星座的蓬勃发展,以及地面5G基站的快速部署,空间中的频率资源越来越拥挤,相互干扰的风险逐步增加。因此,对于卫星通信用户终端设备来说,充分利用相控阵天线的调零抗干扰能力变得十分必要。
通常情况下,抗干扰调零处理采用来波估计、干扰调零的处理架构。要完成对干扰测向和形成自适应权值,需要很多片DSP或多核DSP配合,以实现最快速度对目标或干扰方向的测定,并形成约束矩阵,根据约束矩阵和目标信号导向矢量得到自适应抗干扰调零权值,然后,在FPGA中实现自适应调零波束形成。该处理架构计算量大,DSP间以及DSP与FPGA间的数据传输量大,其处理速度和传输效率往往受到成本、功率、散热等方面的严格限制,无法快速完成对目标的测向和形成自适应抗干扰权值。
发明内容
针对以上不足,本发明提供一种抗干扰调零系统,其用于接收空间来波信号,在干扰的方向调零实现空域干扰抑制。该系统能够兼顾波束形成的计算量与自适应调零需求,降低自适应调零的计算量,并提高干扰信号检测的实时性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种抗干扰调零系统,包括天线辐射单元10、接收链路模块20、数字阵列模块30以及自适应波束形成模块40;其中:
所述天线辐射单元10包括多个子阵,用于接收来波信号;
所述接收链路模块20对天线辐射单元10接收的信号进行低噪声放大和滤波处理,抑制带外信号;
所述数字阵列模块30对各通道信号进行正交混频,形成基带IQ信号,然后对基带IQ信号依次进行抗混叠滤波、AD变换、降采样滤波、幅度/相位误差校准处理,并利用自适应波束形成模块40计算的阵元级静态权值合成子阵信号;
所述自适应波束形成模块40根据星历、时间位置和载体姿态信息计算期望目标指向的导向矢量,以及阵元级和子阵级两级静态权值;其中,阵元级静态权值送到数字阵列模块30进行阵元级波束形成;子阵级静态权值用于初始子阵级波束形成;导向矢量作为初始导向矢量,对M路子阵信号进行闭环自适应迭代,当迭代收敛并且波束输出功率满足截止门限时,波束形成权值由静态权值切换到调零权值,进行子阵级调零波束形成。
进一步的,所述天线辐射单元10在圆形区域内布设有三种不同形状的子阵,其中,圆形区域的四角分别布设一个第一子阵,圆形区域的两腰分别布设一个第二子阵,圆形区域的中央布设一个第三子阵;第三子阵为正方形,第二子阵为长方形,第一子阵为在第二子阵基础上去掉部分阵元而形成的阶梯形,相邻子阵之间边线紧贴。
进一步的,所述数字阵列模块30利用自适应波束形成模块40计算的阵元级静态权值合成子阵信号时,每个子阵的静态权值相同。
进一步的,所述自适应波束形成模块40为SoC片上系统,包括用于静态权值计算的PS部分和用于调零权值计算的PL部分;在PS部分中,程序引导模块409根据星历、时间位置和载体姿态信息,实时计算期望目标指向,静态权值模块408根据期望目标指向和布阵规律,计算得到导向矢量,并进一步计算得到阵元级和子阵级的静态权值,两级静态权值通过控制模块407传输给PL部分;在PL部分中,阵元级静态权值通过高速接口401传输到数字阵列模块30,子阵级静态权值用于波束形成模块404中初始子阵级波束的形成,功率门限判决模块406根据接收的多通道子阵信号计算子阵波束的功率,并与启动门限比较,若大于启动门限,则通过PS部分中的控制模块407开启调零功能,自相关矩阵模块402完成多通道子阵信号的自相关计算,子阵级调零权值模块403利用静态权值模块408计算的导向矢量作为初始导向矢量,完成自适应调零权值的迭代计算,当合路信号小于截止门限时,权值选择模块405把静态权值切换为调零权值,送到波束形成模块404中完成调零波束形成并输出。
进一步的,所述子阵级调零权值模块403采用流水迭代环架构实现,流水迭代环由延迟模块4031和L+1个迭代模块构成,单个迭代模块由拉格朗日算子更新模块4032、以子阵级调零权值Wn为环路起点的三个环路4033、4034、4035以及矩阵的乘加运算模块组成;
迭代模块中三个环路的工作流程分别为:第一环路4033中,导向矢量a、子阵级调零权值Wn和自相关矩阵Rn一同输入到拉格朗日算子更新模块4032,计算得到的λna再用于调零权值的计算,λn为拉格朗日算子;第二环路4035中自相关矩阵Rn与当前时刻的子阵级调零权值Wn相乘,然后与更新后的拉格朗日算子求和,再乘上步长因子μ,得到一个更新权值的校正量μ(2RnWn+λna);第三环路4034为当前时刻的子阵级调零权值Wn减去一个该时刻对应更新的校正量μ(2RnWn+λna),得到下一时刻的子阵级调零权值Wn+1,三个环路环环相扣,不断迭代,逼近最佳调零权值。
进一步的,所述拉格朗日算子更新模块4032计算得到的λna的具体方式为:
将自相关矩阵Rn与子阵级调零权值Wn相乘得到RnWn,将导向矢量a的共轭转置aH与RnWn相乘得到aHRnWn,接下来乘上二倍补偿因子并取负值-2μ,得到-2μaHRnWn,同时计算导向矢量的共轭转置aH与Wn的乘积aHWn,然后将aHWn、-2μaHRnWn、-1三者求和,最后再乘上系数1/μaHa,得到更新后的拉格朗日算子。
本发明具有如下优点:
1.本发明采用降维两级波束形成架构,第一级波束形成采用静态指向加权,第二级波束形成采用自适应调零加权。在小角度范围内,第一级子阵波束形成指向不变,并降低通道数,大大降低子阵级信号处理的复杂度和计算量;第二级子阵级波束形成可通过自适应调零算法实现抗干扰波束形成。
2.本发明通过近似圆形布阵优化设计,规划三种子阵阵型,可改善方向图的旁瓣性能,减少调零波束形成的栅瓣影响。
3.本发明中SoC的系统部分用于计算波束静态指向权值,SoC的逻辑部分用于循环迭代计算自适应权值,避开相关矩阵的求逆运算,可降低一个数量级的计算量,大大简化设备复杂度。
4.本发明设计了流水迭代环架构,克服迭代环固有的延迟开销,提高干扰信号检测调零的实时性。
附图说明
图1是本发明实施例的系统方框图。
图2是本发明实施例的子阵布局示意图。
图3是本发明实施例的调零波束形成流程图。
图4是本发明实施例的数字阵列30的原理方框图。
图5是本发明实施例的自适应波束形成40的原理方框图。
图6是本发明实施例的子阵级调零权值计算的原理方框图。
图7是本发明实施例的拉格朗日算子更新的原理方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述,但本发明的实施方式不限于此。
如图1~7所示,一种抗干扰调零系统,包括:天线辐射单元10、接收链路20、数字阵列30、自适应波束形成40等模块,其特征在于:天线辐射单元10、数字阵列30、自适应波束形成40。其中:所述的天线辐射单元10规划三种形状子阵,按照近似圆形布阵设计,接收来波信号;所述的接收链路20对天线单元接收的小信号进行低噪声放大、滤波,抑制带外信号;所述的数字阵列30正交混频接收各通道信号、抗混叠滤波、A/D采样、降采样滤波、幅度/相位误差校准,利用自适应波束形成40计算的阵元级静态权值合成子阵信号;所述的自适应波束形成40,根据星历、时间位置和载体姿态等信息计算期望目标指向的导向矢量以及两级静态权值,其中阵元级静态权值送数字阵列模块进行阵元级波束形成,子阵级静态权值用于初始子阵级波束形成,并将计算的导向矢量作为初始导向矢量,对M路子阵信号进行闭环自适应迭代,当迭代收敛并且波束输出功率满足设定的截止门限时,波束形成权值由静态权值切换到调零权值,进行子阵级调零波束形成。
进一步的,天线辐射单元10按照辐射单元位置,规划设计三种形状子阵:101、102、103,其中,子阵101是在子阵102的基础上去掉角上的阵元形成,分布放置在阵列上下左右四个角位置;子阵103为正方形子阵,放置在阵列的中央位置;子阵102为长方形子阵,长度与子阵103相同,宽度略大于子阵103的一半,分别放置在子阵103左右两侧,三种共七个子阵按照近似圆形布阵设计,接收来波信号。
进一步的,数字阵列30完成多通道信号的正交混频接收,以及初级波束形成,包括正交混频301完成每个通道信号的正交混频,变成基带IQ信号,经抗混叠滤波302低通滤波后,由AD变换303采样变换为数字域,在数字域经由降采样滤波304、幅度相位误差校准305预处理后,利用自适应波束形成40计算的K个波束阵元级静态权值,在阵元级波束形成306内完成K个波束的初级波束形成,每个子阵的静态权值相同。
进一步的,自适应波束形成40为SoC,包括静态权值计算的PS部分和调零权值计算的PL部分,程序引导模块409根据星历、时间位置和载体姿态等信息,实时计算期望目标指向;静态权值模块408根据期望目标指向和布阵规律,在PS中计算得到导向矢量,进一步计算得到阵元级和子阵级的静态权值,两级静态权值通过SOC中的控制模块407传输给PL。其中,阵元级静态权值通过高速接口传输到数字阵列30,完成阵元级波束形成,合成子阵信号;子阵级静态权值用于PL中的波束形成404的初始子阵级波束形成。功率门限判决406根据接收的M通道子阵信号计算子阵波束的功率,与启动门限比较,若大于启动门限,则通过控制模块407开启调零功能;自相关矩阵402完成M通道子阵信号的自相关计算,子阵级调零权值403利用静态权值模块408计算的导向矢量作为初始导向矢量,完成自适应调零权值的迭代计算,当合路信号小于截止门限时,权值选择405把静态权值切换为调零权值,送到波束形成404完成调零波束形成并输出。
进一步的,子阵级调零权值403采用流水迭代环架构实现,其实现框图如图6所示。流水迭代环由延迟模块4031和L+1个迭代模块构成,单个迭代模块由拉格朗日算子更新4032、三个以子阵级调零权值Wn处为反馈起点的环路4033、4034、4035以及矩阵的乘加运算等模块组成。通过迭代计算拉格朗日算子λn、更新权值需要的校正量和下一时刻的权值,三个反馈环路环环相扣,不断迭代,逼近最佳调零权值。
拉格朗日算子更新模块4032根据当前时刻的自相关矩阵计算模块402的值Rn、子阵级调零权值Wn和静态权值模块408中的导向矢量a经过多步计算得到的,计算原理框图见图7。为了方便计算,在拉格朗日算子更新模块4032中进行了λ*a的运算,最终一起输出到下一级进行运算处理。
针对干扰突变的情况,通过延迟模块4031和多个迭代环实现调零权值的流水计算架构,减小干扰识别间隔,加快迭代收敛的速度。同时通过提高FPGA中数据处理的时钟频率,可以进一步缩短迭代收敛的时间,以便提高抗干扰的实时性。
空间来波信号由天线辐射单元接收,经接收链路放大、滤波后,送到数字阵列模块完成子阵内部多路信号的初级数字波束形成,最后由自适应波束形成模块实现调零波束和静态波束的形成。
以下为一个更具体的例子:
参照图1~7,一种抗干扰调零系统,包括:天线辐射单元10、接收链路20、数字阵列30、自适应波束形成40等模块。图1是本发明实施例的系统方框图,空间来波信号由天线辐射单元10接收,经接收链路20放大、滤波后,送数字阵列30完成子阵内部N路信号的初级数字波束形成,根据实际应用需求以及硬件资源,确定需要n个调零方向图,n≤K,即n个自适应波束形成40实现调零波束,其余K-n个波束采用静态权值合成。所述的接收链路20对天线单元接收的小信号进行低噪声放大、滤波,实施例中的增益50dB以上,带外抑制90dB以上。
本实施例的天线辐射单元10的主要作用为接收空间来波信号,通过优化非均匀子阵及布局布阵设计,结合后续波束形成算法,改善方向图的旁瓣特性,减少栅瓣对调零波束方向图的影响,并提高子阵的可生产性。它包括三种形状子阵:101、102、103,共7个子阵实现近似圆形的优化布阵。图2是本发明实施例的子阵布局示意图,实施例按照上层2个101子阵、中间层103子阵两边各安置1个102子阵、下层2个101子阵,共7个子阵完成近似圆形布阵。其中,子阵101是在子阵102的基础上去掉角上的阵元形成,分布放置在阵列上下左右四个角位置;子阵103为正方形子阵,放置在阵列的中央位置;子阵102为长方形子阵,长度与子阵103相同,宽度略大于子阵103的一半,分别放置在子阵103左右两侧。
本实施例的数字阵列30和自适应波束形成40共同实现接收阵列的两级波束形成,根据实际应用需求以及硬件资源,可形成n个调零波束,和K-n个静态波束。图3是本实施例的调零波束形成流程示意图,按照阵元、子阵两级波束形成架构设计,调零权值与静态权值两种状态下的权值构成抗干扰调零系统,解决干扰对系统信号接收的扰动。每个子阵的N个通道分别完成信道化、幅相校准预处理,由自适应波束形成40SoC的PS部分完成目标导向矢量a0和两级静态权值计算,其中的阵元级静态权值Weq送M个子阵(实施例中M=7),完成子阵内部的K个波束形成;调零波束i(i≤n)需实时监视相应的子阵波束功率输出,若子阵波束功率大于预先设置的启动门限Pe,则启动并行流水迭代调零,并实时监视调零波束功率输出,当波束功率小于预先设置的截止门限Ps时,停止迭代更新权值,同时把子阵级波束形成的权值由静态权值Wq切换为调零权值Wn,完成相应的调零波束形成。对于K-n个静态波束,直接使用各自的静态权值Wqk完成静态波束形成。
本实施例的数字阵列30的主要作用是完成每个子阵的N个通道正交接收、信道化、幅相校准预处理、以及子阵内部K个阵元级波束形成。它包括正交混频301,抗混叠滤波302,AD变换303,降采样滤波304,幅度相位误差校准305,阵元级波束形成306,图4是本实施例数字阵列30的原理方框图,实施例按图4连接功能模块。其中,正交混频301,抗混叠滤波302,AD变换303,降采样滤波304集成在一个宽带捷变频器内,完成多通道信号的接收及信道化预处理,实施例采用市售的4通道射频收发器ADRV9026制作;信道化预处理的数据经JESD204B接口传输到幅度相位误差校准305,利用预先计算并储存的幅度/相位校准系数CN-1=[c1,c2,…,cN-1],完成N-1通道的幅度相位校准;根据自适应波束形成40计算的K个波束阵元级静态权值,在阵元级波束形成306内完成K个波束的初级波束形成,每个子阵的静态权值相同,其中,K为波束数量,根据应用需求以及硬件资源确定;幅度相位误差校准305和阵元级波束形成306在一片FPGA内完成,实施例FPGA芯片采用市售的XC7K410T,FLASH采用市售的MT25QU256ABA8ESF-0SIT制作。
本实施例的自适应波束形成40的主要作用是,根据星历、时间位置和载体姿态等信息计算期望目标指向的导向矢量以及两级静态权值,其中阵元级静态权值送数字阵列模块进行阵元级波束形成,子阵级静态权值用于初始子阵级波束形成,并将计算的导向矢量作为初始导向矢量,对M(实施例中M=7)路子阵信号进行闭环自适应迭代,当迭代收敛并且波束输出功率满足设定的截止门限Ps时,波束形成权值由静态权值Wq切换到调零权值Wn,进行子阵级调零波束形成。它包括高速接口401,自相关矩阵402,子阵级调零权值403,波束形成404,权值选择405,功率门限判决406,控制模块407,静态权值模块408,程序引导模块409,图5是本实施例的自适应波束形成40原理方框图,实施例按图5连接功能模块。其中实施例SoC芯片采用市售的XC7Z045制作,XC7Z045包括可编程系统PS和可编程逻辑PL两部分;在PS中,程序引导模块409根据星历、时间位置和载体姿态等信息,实时计算期望目标指向;静态权值模块408根据期望目标指向和布阵规律,计算得到导向矢量式中,[]T表示转置,u=[sinθcosψ,sinθsinψ,cosθ]T为方向向量,pi为阵元或子阵相位中心的位置,进一步计算得到阵元级和子阵级的静态权值,两级静态权值通过SOC中的控制模块407传输给PL;在PL中,阵元级静态权值Weq通过高速接口传输到数字阵列30,完成阵元级波束形成,合成子阵信号;子阵级静态权值Wq用于PL中的波束形成404的初始子阵级波束形成。功率门限判决406根据接收的M通道子阵信号计算子阵波束的功率,与启动门限Pe比较,若大于启动门限,则通过控制模块407开启调零功能;自相关矩阵402完成M通道子阵信号的自相关计算,子阵级调零权值403利用静态权值模块408计算的导向矢量a作为初始导向矢量,完成自适应调零权值的迭代计算,当合路信号小于截止门限Ps时,权值选择405把静态权值切换为调零权值,送到波束形成404完成调零波束形成并输出。
本实施例中子阵级调零权值403的主要作用是,通过流水结构的三级迭代环,迭代计算子阵级自适应波束形成所需的调零权值向量Wn。图6是本实施例的子阵级调零权值计算原理方框图,图7是本实施例的拉格朗日算子更新原理方框图,实施例按图6、图7连接功能模块。
本实施例中子阵级调零权值403是通过线性约束最小方差(LCMV)准则的LMS算法实现的。设n时刻,子阵接收的数据向量为X(n),权值向量为Wn,导向矢量为a,则波束形成模块404的输出为:
Y(n)=Wn HX(n)
为了抑制干扰和噪声,得到期望信号,根据线性约束最小方差(LCMV)准则:
采用LMS处理算法实现LCMV,设拉格朗日代价函数为:
L(W)=WHRW+λ[WHa-1]
其中,λ为拉格朗日算子,为了使L(W)最小,对权向量进行梯度方向搜索、递归如下:
Wn+1=Wn-μΔWL(W)
其中,μ为步长参数,梯度ΔWL(W)由L(W)对W求偏导数得到:
ΔWL(W)=2RW+λa
代入得到:
Wn+1=Wn-μ(2RnWn+λna)
上式通过迭代环路4033、4034、4035实现。其中,环路4033中子阵级调零权值Wn和自相关矩阵Rn一同输入到拉格朗日算子更新模块4032,计算得到的λna,用于调零权值的计算;环路4034为当前时刻的子阵级调零权值Wn减去一个该时刻对应更新的校正量μ(2RnWn+λna),得到下一时刻的子阵级调零权值Wn+1;环路4035中自相关矩阵Rn与当前时刻的子阵级调零权值Wn相乘,然后与更新后的拉格朗日算子求和,再乘上步长因子μ,得到一个更新权值的校正量μ(2RnWn+λna)。三个环路不断迭代,最终逼近最佳调零权值。
拉格朗日算子更新的原理框图如图7所示。根据当前时刻的自相关矩阵Rn、子阵级调零权值Wn和导向矢量a,首先,自相关矩阵Rn与子阵级调零权值Wn相乘得到RnWn,然后,导向矢量的共轭转置aH与RnWn相乘得到aHRnWn,接下来乘上二倍补偿因子并取负值-2μ,得到-2μaHRnWn,同时计算导向矢量的共轭转置aH与Wn的乘积aHWn,然后aHWn、-2μaHRnWn、-1三者求和,最后再乘上系数1/μaHa,得到拉格朗日算子λ。为了方便计算,在拉格朗日算子更新模块4032中进行了λ*a的运算。
线性约束最小方差准则下的LMS算法实现主要包括自相关矩阵计算模块402、延迟模块4031、拉格朗日算子更新模块4032和3个迭代环路4033、4034、4035。
总之,本发明通过降维两级波束形成架构,兼顾波束形成的计算量与自适应调零需求。此外,其采用优化的非均匀子阵及布局布阵,改善了方向图的旁瓣性能,减小了调零波束形成的栅瓣影响。本发明可基于FPGA和SoC流水迭代环架构实现,从而能进一步降低自适应调零的计算量,并提高干扰信号检测的实时性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种抗干扰调零系统,其特征在于,包括天线辐射单元(10)、接收链路模块(20)、数字阵列模块(30)以及自适应波束形成模块(40);其中:
所述天线辐射单元(10)包括多个子阵,用于接收来波信号;
所述接收链路模块(20)对天线辐射单元(10)接收的信号进行低噪声放大和滤波处理,抑制带外信号;
所述数字阵列模块(30)对各通道信号进行正交混频,形成基带IQ信号,然后对基带IQ信号依次进行抗混叠滤波、AD变换、降采样滤波、幅度/相位误差校准处理,并利用自适应波束形成模块(40)计算的阵元级静态权值合成子阵信号;
所述自适应波束形成模块(40)根据星历、时间位置和载体姿态信息计算期望目标指向的导向矢量,以及阵元级和子阵级两级静态权值;其中,阵元级静态权值送到数字阵列模块(30)进行阵元级波束形成;子阵级静态权值用于初始子阵级波束形成;导向矢量作为初始导向矢量,对M路子阵信号进行闭环自适应迭代,当迭代收敛并且波束输出功率满足截止门限时,波束形成权值由静态权值切换到调零权值,进行子阵级调零波束形成。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰调零系统,其特征在于,所述天线辐射单元(10)在圆形区域内布设有三种不同形状的子阵,其中,圆形区域的四角分别布设一个第一子阵,圆形区域的两腰分别布设一个第二子阵,圆形区域的中央布设一个第三子阵;第三子阵为正方形,第二子阵为长方形,第一子阵为在第二子阵基础上去掉部分阵元而形成的阶梯形,相邻子阵之间边线紧贴。
3.根据权利要求1所述的一种抗干扰调零系统,其特征在于,所述数字阵列模块(30)利用自适应波束形成模块(40)计算的阵元级静态权值合成子阵信号时,每个子阵的静态权值相同。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰调零系统,其特征在于,所述自适应波束形成模块(40)为SoC片上系统,包括用于静态权值计算的PS部分和用于调零权值计算的PL部分;在PS部分中,程序引导模块(409)根据星历、时间位置和载体姿态信息,实时计算期望目标指向,静态权值模块(408)根据期望目标指向和布阵规律,计算得到导向矢量,并进一步计算得到阵元级和子阵级的静态权值,两级静态权值通过控制模块(407)传输给PL部分;在PL部分中,阵元级静态权值通过高速接口(401)传输到数字阵列模块(30),子阵级静态权值用于波束形成模块(404)中初始子阵级波束的形成,功率门限判决模块(406)根据接收的多通道子阵信号计算子阵波束的功率,并与启动门限比较,若大于启动门限,则通过PS部分中的控制模块(407)开启调零功能,自相关矩阵模块(402)完成多通道子阵信号的自相关计算,子阵级调零权值模块(403)利用静态权值模块(408)计算的导向矢量作为初始导向矢量,完成自适应调零权值的迭代计算,当合路信号小于截止门限时,权值选择模块(405)把静态权值切换为调零权值,送到波束形成模块(404)中完成调零波束形成并输出。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰调零系统,其特征在于,所述子阵级调零权值模块(403)采用流水迭代环架构实现,流水迭代环由延迟模块(4031)和L+1个迭代模块构成,单个迭代模块由拉格朗日算子更新模块(4032)、以子阵级调零权值Wn为环路起点的三个环路(4033、4034、4035)以及矩阵的乘加运算模块组成;
迭代模块中三个环路的工作流程分别为:第一环路(4033)中,导向矢量a、子阵级调零权值Wn和自相关矩阵Rn一同输入到拉格朗日算子更新模块(4032),计算得到的λna再用于调零权值的计算,λn为拉格朗日算子;第二环路(4035)中自相关矩阵Rn与当前时刻的子阵级调零权值Wn相乘,然后与更新后的拉格朗日算子求和,再乘上步长因子μ,得到一个更新权值的校正量μ(2RnWn+λna);第三环路(4034)为当前时刻的子阵级调零权值Wn减去一个该时刻对应更新的校正量μ(2RnWn+λna),得到下一时刻的子阵级调零权值Wn+1,三个环路环环相扣,不断迭代,逼近最佳调零权值。
6.根据权利要求5所述的一种抗干扰调零系统,其特征在于,所述拉格朗日算子更新模块(4032)计算得到的λna的具体方式为:
将自相关矩阵Rn与子阵级调零权值Wn相乘得到RnWn,将导向矢量a的共轭转置aH与RnWn相乘得到aHRnWn,接下来乘上二倍补偿因子并取负值-2μ,得到-2μaHRnWn,同时计算导向矢量的共轭转置aH与Wn的乘积aHWn,然后将aHWn、-2μaHRnWn、-1三者求和,最后再乘上系数1/μaHa,得到更新后的拉格朗日算子。
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