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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种基于子阵级相控阵的同时多波束赋形方法，该方法为：首先初始化阵元加权系数向量、子阵加权系数矩阵、综合方向图、各个波束在指向各个扫描角度时的上界和下界、迭代误差值；然后比较综合方向图和各个波束在指向各个扫描角度时的上下界，得到目标方向图；接着根据阵元加权系数向量得到子阵等效阵中方向图、子阵加权系数矩阵，反算出阵元加权系数向量；计算两次迭代间的误差，若不满足迭代终止的条件，则返回计算子阵等效阵中方向图；若满足迭代终止的条件，则计算综合方向图，若综合方向图满足要求，则迭代终止，输出综合方向图；否则返回重新计算目标方向图。本发明能够在子阵级相控阵上同时对多个波束进行赋形，降低了硬件成本。

主权项：1.一种基于子阵级相控阵的同时多波束赋形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、初始化阵元加权系数向量、子阵加权系数矩阵、综合方向图、各个波束在指向各个扫描角度时的上界和下界、迭代误差值；并初始化迭代次数j＝1；步骤2、比较综合方向图和各个波束在指向各个扫描角度时的上下界，得到目标方向图步骤3、将阵元加权系数向量代入转换计算公式，得到子阵等效阵中方向图，具体如下：利用第j次迭代的阵元加权系数向量ij，子阵形成矩阵T0，阵元阵中方向图X，得到子阵等效阵中方向图Q：Q＝X·diagij·T0步骤4、将子阵等效阵中方向图代入计算公式，得到子阵加权系数矩阵，具体如下：将子阵等效阵中方向图Q代入下式计算，得到向量化的子阵权重Wvec： 其中，表示矩阵间的Kronecker积运算，E为M×M维单位矩阵，Q为K×L维矩阵，故B为K·M×L·M维矩阵；表示目标方向图的向量化结果；再根据下式得到子阵加权系数矩阵W：Wvec＝vecW其中，vec·表示对矩阵的向量化，具体为将矩阵重新排列，将它的每一行或每一列相连组成一个新的行向量或列向量；由于W为L×M维矩阵，所以Wvec为L·M维的列向量；步骤5、将子阵加权系数矩阵代入计算公式，反算出第j+1次迭代的阵元加权系数向量，具体如下：将子阵级加权系数矩阵W代入下式计算，得到第j+1次迭代的阵元加权系数向量ij+1：ΩN×M＝T0WAM·K×N＝Ω⊙X 其中，⊙表示Khatri-Rao积运算，是将两个具有相同列数的矩阵的对应列向量的Kronecker积排列而成的；由于子阵形成矩阵T0为N×L维矩阵，子阵级加权系数矩阵W为L×M维矩阵，所以Ω为M×N维矩阵；由于阵元阵中方向图X为K×N维矩阵，Ω与阵元阵中方向图X的列数相同，故Ω与X的Khatri-Rao积运算结果A为M·K×N维矩阵；步骤6、利用公式计算两次迭代间的误差，若不满足迭代终止的条件，则返回步骤3继续运行；若满足迭代终止的条件，则继续向下执行，具体如下：利用下式计算两次迭代间的误差ε： 若ε大于设定好的迭代误差值ε0，则令j＝j+1并返回步骤3继续运行；否则进入步骤7；步骤7、根据方向图计算公式，得到综合方向图，具体根据下列公式得到综合方向图：F＝QW步骤8、若综合方向图满足要求，则迭代终止，输出综合方向图；否则返回步骤2继续运行。

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