陈亮　高策　许彦章

摘 要：自适应数字波束形（ADBF）成需抑制各类干扰，同时保证主瓣增益。另外大规模阵列下，常采用子阵结构来降低算法运算量。针对上面两个问题，将一维线阵下的相关干扰抑制ADBF方法，推广到子阵结构的面阵上。该算法运算量小，思想简单，相较过去的平滑算法和虚拟阵列算法更容易在工程中实现。计算机仿真验证了算法的正确性及有效性。

关键词：子阵级 ADBF 相关干扰抑制

中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0125-03

传统的ADBF算法都是假设信号之间互不相关，然而空间中存在着多径干扰。这导致了期望信号相消，输出SINR下降。近年来，相关ADBF算法得到了广泛的重视，包括空间平滑类算法、虚拟波束形成算法[1-3]。其核心思想是平滑协方差矩阵保证秩不亏。线性约束算法通过增加约束[4]进行波束形成，而干扰方向和系统自由度都是问题。文献[5]提出的新算法也需要事先已知干扰信号的方位，且信号子空间的提取也受先验信息的影响。文献[6]提出了在均匀线阵的情况下，利用Toeplitz技术和特种空间（ESB）算法结合的一种相关干扰抑制ADBF技术。基于文献[6]的思想，文章将该算法推广到具有子阵结构的二维平面阵上去。

1 线阵下的相关干扰抑制技术

矩阵RL2是一个（L1×L1）×（L2×L2）的矩阵，其可以被看作是一个L2×L2的矩阵，其中的每一个元素都是一个L1×L1的矩阵。RL1代表的是一维情况下的子阵级接收信号协方差矩阵。不难发现，RL2和RL1都是一个Toeplitz-Hermitian矩阵。可以将计算得到的子阵级接收信号协方差矩阵按照公式（18），划分为若干个子块，并对子块和由子块合并后的总矩阵分别进行Toeplitz化，那么就达到了子阵级两维面阵信号去相关的目的了。

3 算法仿真

设X方向上和Y方向上的阵元个数都为24个，并且都分成了6个子阵。期望信号的方向为（0，0）。有3个干扰信号，方向分别为（0，30），（0，-45）和（0，-55）度。SNR为0dB。3个干扰对应的JNR都为50dB。期望信号和强干扰之间都具有强相关性。

从图1中可以看到，在方向图主瓣上保持了对期望信号的增益。

从图2可以看出，在去相关之后，方向图对应干扰的位置自动的产生零陷，而传统方法对应干扰位置没有零陷产生。

从图3中可以看出，采用去相关算法之后，输出SINR保持得比较好。这也从另外一个方面证明了文中所提出的算法的正确性。

4 结语

文章提出了一种两维子阵级面阵ADBF相关干扰抑制技术，通过对子阵级输出信号的协方差矩阵进行Toeplitz化，消去了信号之间的相关性。仿真实验证明了算法的正确性和有效性。该算法思路简单，运算简便，对实际工程具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 王曹莉，樊养余.相干信源DOA估计修正ESPRIT算法研究[J].数字信号处理，2008，32（11）：56-60.

[2] 丁前军，王勇良，张永顺，等.一种虚拟波束形成自适应加权空间平滑算法[J].电子与信息学报，2006，28（12）：2263-2271.

[3] Yun D H， Moon S H，Han D S.Adaptive Array Algorithm Suing Spatial Interpolation For the Cancellation of Coherent Interference [J].IEEE International Conference on ICC2001，2001，3（6）：915-919.

[4] Yeh C C， Wang W D.Coherent interference suppression by an antenna of arbitrary geometry[J].IEEE Transactions on Antenna and Propagation，1989，37（10）：1317-1322.

[5] 赵永波，张守宏.基于特征空间的相干干扰抑制技术[J].电子与信息学报，2002，24（4）：455-463.

[6] 戴凌燕，王勇良，李荣锋.一种相干环境下的稳健自适应波束形成算法[J].现代雷达，2009，31（11）：56-63.