可用于快速搜索卫星信号的降维空时波束形成算法

Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ － ｊ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ —
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ３
可 用 于快 速 搜 索 卫 星信 号 的 降维 空 时 波 束 形 成 算 法
王 立兵 韩 宁。 龚文 飞
（ １ ． 军械工程学院光学与电子工程系 ， 石家庄 ， ０ ５ ０ ０ ０ ０ ； ２ ． ６ ３ ９ ６ １ 部队 ， 北京 ， １ ０ ０ ０ １ ２ ；
３ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｒ ｄ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ，０ ５ ０ ０ ０ ０，Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ４ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ，１ ０ ０ ０ ４ ４，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖ ｅ ｄ Ｒｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ＿ － Ｒａ ｎ ｋ Ｓ ｐａ ｃ ｅ ・ － Ｔｉ ｍｅ Ａｄａ ｐｔ ｉ ｖ ｅ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎｇ Ｂｅ ａ ｍｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎｇ
Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｆａ ｓ ｔ Ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ
ｔ ｉ ｍｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｂ ｕ ｒ ｄ ｅ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｍｉ ｎ ｉ — ｍｕ ｍ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ（ Ｓ ＴＡＰ） ，ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ — ｒ ａ ｎ ｋ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ
低， 可 以 实现 空 间 中卫 星信 号 的快 速 搜 索 。 关键词 ： 功 率倒 置 ；线 性 约 束 空 时 算 法 ；降 维 ；波 束 形 成 ；多级 嵌 套 维纳 滤 波 中图 分 类 号 ： ＴＮ ９ １ ４ ． ４ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ５ — ２ ６ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ４ ０ ２ — ０ ８
第４ ５ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ６月
南 京 航 空
航
天
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ． ３
Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ８ Ｌ Ａｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ
仅 需要 少 量 乘 法 运 算 即 可 求 出最优 权值 ， 实现 当前 方 向上 卫 星 信 号 的搜 索 。 理 论 分 析 和 仿 真 结 果 表 明 ， 本 文提
出的 算 法 的 性 能 远好 于 功 率 倒 置 空 时 抗 干扰 算 法 ， 虽然 性 能 稍 逊 于传 统 约 束 空 时抗 干 扰 算 法 ， 但 运 算 量 大 大 降
Ｗａ ｎ ｇ Ｌｉ ｂ ｉ ｎ ｇ ，Ｈａ ｎ Ｎｉ ｎ ｇ。 ，Ｇｏ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｆ ｅ ｉ
（ １ ． Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｏｒ ｄ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ，０ ５ ０ ０ ０ ０，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｕｎ ｉ ｔ ６ ３ ９ ６ １ ｏ ｆ ＰＬＡ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ，１ ０ ０ ０ １ ２，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
子空间矩阵 ； 其次 ， 对 干扰 子 空 间矩 阵进 行 Ｑ Ｒ分解 ， 求 出该 矩 阵 的 一组 正 交基 ， 依 据该 正 交 基 矩 阵 ， 利 用最 小二
乘算法 ， 求 出 最接 近 期 望 信 号 导 向 矢量 的 正 交基 ， 作 为 空 时 二 维 最优 权 值 ； 最后 ， 在 搜 索不 同卫 星 来 向 的 过 程 中 ，
Fra Baidu bibliotek
３ ． 军械技术研究所 ， 石家庄 ， ０ ５ ０ ０ ０ ０ ； ４ ． 北 京 交 通 大 学 电 子 信 息 工 程学 院 ， 北京 ， １ ０ ０ ０ ４ ４ ）
摘要 ： 针对功率倒置空时抗干扰算法性能低以及传统线性约束 空时抗干扰 算法运算 大的问题 ， 在未知信 号来 向 的前 提 下 ， 研 究 了可 用 于快 速 搜 索 卫 星 信 号 的 降 维 空 时 波 束 形 成 算 法 。首 先 ， 该 算 法 不 需 要 估 计 输 入 数 据 的 协 方差矩阵， 利 用 多级 嵌 套 维 纳 滤 波 直 接 对 输 入 数 据 进 行 处 理 ， 在 多级 嵌 套 维 纳 滤 波 的 前 向 迭代 过 程 中得 到 干 扰