[发明专利]一种宽带自适应阵列互耦补偿方法

摘要

本发明公开了一种宽带自适应阵列互耦补偿方法，建立两个方向图之间的关系，将阵元都存在时的阵中方向图变化为单个阵元存在时的孤立方向图；从方向图中提取多个角度的数据，假设选取了M个方向；选取和频率相关的多项式，进而构造拟合多项式函数。通过计算多个频点上的互耦补偿矩阵，得到互耦补偿矩阵在频率上的多个采样值；通过复曲线拟合方法，拟合出互耦补偿矩阵各元素随频率的变化函数或曲线。将频段进行划分，然后在每个频段上对互耦补偿矩阵的元素分别进行复曲线拟合。本发明需要存储的仅仅是少量的多项式系数，减少对系统存储容量的要求，同时在频带内任意频点上都可以获得良好的互耦补偿效果。

主权项

一种宽带自适应阵列信号校准方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立两个方向图之间的关系，将阵元都存在时的阵中方向图变化为单个阵元存在时的孤立方向图；式中，和分别代表阵元单独存在时的孤立方向图和阵列单元的阵中方向图，矩阵C代表互耦补偿矩阵，用它来补偿阵列的互耦影响；在方程中电场的幅度和相位都是要考虑的；(2)为了准确计算互耦补偿矩阵C，需要从方向图中提取多个角度的数据，假设选取了M个方向，则有根据求解准则$\underset{\left|\right|\mathrm{CE}-E^i\left|\right|}{\min }\left|\right|C\left|\right|$可以得到以上方程的最小二乘解，即C＝EⁱE^H(EE^H)^‑1式中，Eⁱ代表阵元单独存在时的电场，E代表阵元都存在时的电场，符号||·||表示矩阵的2‑范数；互耦补偿矩阵C可以通过以上式子来求得，得到互耦补偿矩阵，就可以将它应用到阵列互耦补偿中，假设接收信号的采样矩阵为X′，那么互耦补偿后的信号的采样矩阵可以表示为X＝CX′；(3)选取和频率相关的多项式，即$G\left(\mathrm{jw}\right)=\frac{A_0+A_1\left(\mathrm{jw}\right)+A_2{\left(\mathrm{jw}\right)}^2+A_3{\left(\mathrm{jw}\right)}^3+...}{B_0+B_1\left(\mathrm{jw}\right)+B_2{\left(\mathrm{jw}\right)}^2+B_3{\left(\mathrm{jw}\right)}^3+...}$进而构造拟合多项式函数，用以上多项式函数拟合互耦补偿矩阵的所有元素；(4)对于宽带阵列，通过计算多个频点上的互耦补偿矩阵，得到互耦补偿矩阵在频率上的多个采样值(5)通过复曲线拟合方法，拟合出互耦补偿矩阵各元素随频率的变化函数或曲线；(6)若频带较宽，采用较高阶数的多项式仍不能获得较好的拟合效果的话，则可将频段进行划分，然后在每个频段上对互耦补偿矩阵的元素分别进行复曲线拟合。