郑永翔,任 超,窦亚军

(北京北斗星通导航技术股份有限公司,北京 100081)

0 引 言

波束形成是卫星导航、雷达和通信信号处理中的一个重要组成部分[1]。波束形成系统可以看作是一种应用在空间域的滤波器,它使得天线阵只在某一方向具有较高的增益,而在其它方向具有较低的增益,甚至可以在某一方向产生很深的零陷,抑制来自该方向的的干扰。要实现快速、准确的方向图合成,这主要取决于所使用的波束形成算法。例如,在文献[2]和[3]中描述了将RLS和LMS分别进行级联,可以得到两个快速有效的波束形成算法RLMS和LLMS。文献[4]中采用了一种基于切比雪夫多项式的改进波束形成算法,可以大大降低计算的复杂度。

在文献[5]～[7]的基础上,采用空时二维滤波器结构,提出了修正两步最小均方波束形成算法。本算法修正了每次迭代运算中的期望响应幅度和方向矩阵,可以显著地减少矩阵运算量,快速准确地求解出期望方向图的相位和相应的权矢量。此外,本算法在不改变天线阵元数的情况下,增加了时域处理维数,达到改善波束形成质量的目的。可广泛应用于多天线的GNSS导航接收机或抗干扰接收机中,在提高接收机在复杂环境下的可用性和灵敏度上具有重要的意义。

1 问题提出

空时自适应滤波是将一维的空域滤波推广到时间与空间的二维域中,形成空时二维滤波器结构,其实现结构如图1所示。

图1 空时二维滤波器结构图

图中M为空时二维滤波器的天线阵元个数;N为每 个阵元通道后FIR滤波器阶数。……