申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2024-02-29

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN118052063A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/16;G06F17/18;G01R29/10;G06F111/04

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.04#实质审查的生效;2024.05.17#公开

摘要：本发明涉及电磁波生成技术，针对实际工程中阵元间距过小会产生互耦现象导致方向图形变的问题，提供一种基于最小阵元间距约束的稀疏阵列波束生成方法，主要对现有基于迭代重加权最小化1‑范数的稀疏阵列综合方法进行改进，解决了该算法无最小阵元间距约束的问题，利用最小化2‑范数优化模型，对间距小于最小阵元间距阈值的阵元进行合并，从而得到较为理想的方向图，在增大最小阵元间距的同时进一步减小稀疏阵列中阵元数量，最小阵元间距增大有利于避免互耦现象产生，阵元数量的减少有利于降低阵列成本及系统复杂度。

主权项：1.一种基于最小阵元间距约束的稀疏阵列波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：1参数输入步骤：确定线性阵列孔径、阵列栅格点数N、理想方向图掩模向量MUP、最小阵元间距阈值dthreshold以及重加权容差项ε；2预处理步骤：获取理想方向图掩模向量维数K，计算空间响应矩阵Ψ；3初始化步骤：初始化重加权向量其中，0表示初始值，即迭代次数p＝0，k表示阵列栅格序号变量，k＝[1,...,N]，T表示转置；4稀疏阵列权重向量第一次求解步骤：在设置的约束条件下通过迭代求解最小化重加权向量和阵列权重向量的哈达玛积的1-范数的凸优化问题得到稀疏阵列权重向量w；其中，约束条件为：第p-1次迭代的阵列权重向量wp-1得到的方向图幅度小于MUP且在最大辐射角度上幅度为1；第p-1次迭代计算凸优化问题的目标为最小化第p-1次的重加权向量rp-1和wp-1的哈达玛积的1-范数，第p-1次迭代结束后，更新得到第p次迭代的重加权向量中各元素后开始第p次迭代；满足迭代条件后得到w＝wp，不满足迭代条件则更新p＝p+1继续迭代；5合并间距较小的阵元簇：激励权重在w中的0元素所对应的阵元去掉，结合线性阵列孔径以及非0元素对应的阵元在天线阵列中的相对位置来确定非0元素对应的阵元在天线阵列中的具体位置；当连续非0元素对应的阵元彼此之间的距离小于dthreshold，则将这些阵元作为一个阵元簇，与其他阵元距离均大于等于dthreshold的阵元作为的单独一个阵元簇，阵元簇之间无交集，得到阵元簇的位置向量ds＝[d1,...,dS]T，再利用ds计算参考方向图b；其中S表示阵元簇的数量，di表示第i个阵元簇的位置，i＝[1,...,S]；对于阵列中的第i个簇，该簇中有mi个阵元，第i个阵元簇位置di为其对应的激励为6稀疏阵列权重向量第二次求解步骤：利用阵元簇位置di对应的激励来计算每个簇合并后的得到的单个阵元的位置然后重新赋值给阵元位置向量再根据重新确定的位置向量得到新阵列方向图，最后通过迭代求解最小化新阵列方向图与参考方向图的差值的向量2-范数的凸优化问题得到阵元簇合并后的阵元激励向量将ws赋值给稀疏阵列权重向量w；7波束形成步骤：利用稀疏阵列权重向量w及其方向图完成对线性阵列的波束形成。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种基于最小阵元间距约束的稀疏阵列波束形成方法

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