一种基于矩阵重组的功率倒置改进算法*
2021-02-25吴文浩赖鹏辉王世练
吴文浩,赖鹏辉,王 昊,王世练,张 炜
(国防科技大学 电子科学学院,长沙 410073)
0 引 言
自适应天线通过控制阵列中各阵元的增益和相位,使阵列方向图在干扰方向形成零陷,达到抑制干扰的效果[1],是一种有效的抗干扰方法。经典的阵列加权准则包括最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)准则[2]、最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)准则[3]、最大信干噪比(Maximum Signal to Interference and Noise Ratio,MSINR)准则。功率倒置(Power Inversion,PI)自适应算法[4-6]是基于线性约束最小方差准则建立的,属于盲抗干扰准则,具有“强干扰强抑制,弱干扰弱抑制”特点,不需要先验信息辅助,可采用直接协方差矩阵求逆(Sample Matrix Inverse,SMI)、最小均方误差(Least Mean Square,LMS)和递推最小二乘法(Recursive Least Squares,RLS)等算法。
功率倒置广泛应用在抗干扰接收机中,如定位导航系统、遥测系统、卫星通信等。文献[1]通过监测干扰数目或功率的突变,复位处理权值矢量,提高PI阵的收敛速度。文献[6]采用RLS算法实现PI阵列,解决收敛性与稳态失调矛盾,但运算量大,对硬件运算要求高。文献[7]采用指数函数的归一化变步长LMS算法,兼顾收敛速度和稳态误差,增大算法的输入功率。文献[8]通过将信号投影到噪声空间,提高PI算法在弱干扰下的抗干扰性。上述算法从收敛速度、稳态误差、抗干扰范围方面提升PI阵性能,各有优点,但存在共同问题——信噪比恶化现象。
本文针对信噪比恶化问题,利用信号子空间正交性来改进PI算法,改善信噪比恶化问题,提高信干噪比增益,改善算法有效性。
1 功率倒置算法

y(n)=wHx(n) 。
(1)

图1 M元天线阵结构
算法满足如下约束准则,使其输出功率最小:
(2)
式中:RXX为接收信号协方差矩阵,s0为约束条件。……
