塊，其中包括相對位置等，然后計算得出信號的入射角等信息。
[0041]參考信息模塊（203)，是采樣得到的發(fā)送端發(fā)送過來的預存參考信號的接收值，并 計算得到模擬信號的空間協(xié)方差矩陣估計值。
[0042]預存參考信號模塊（204)，是系統(tǒng)預先保存在高速寄存器中的參考信號。
[0043]誤差矩陣生成模塊（205)，是本發(fā)明的核心，是根據探測器之間的通信信生成的信 號誤差矩陣值。
[0044] 本發(fā)明的有益效果是：通過基于動態(tài)重修正的自適應波束形成算法克服了傳統(tǒng)的 對角加載技術單純地使用采樣協(xié)方差矩陣估計真實方差矩陣的對角元素和估計誤差的缺 點，利用探測器之間的協(xié)同通信，建立了探測器之間的通信模型，通過構建誤差矩陣來逼近 真實的協(xié)方差矩陣。該算法不僅能提高自適應波束的形成質量，也能利用探測器之間的協(xié) 同來降低掃描時間，提高掃描效率，自動適應變化的外界環(huán)境對系統(tǒng)的影響。在本發(fā)明的具 體實施中，系統(tǒng)實現(xiàn)采用兩個以上的探測器協(xié)作實現(xiàn)信號的收集。在信號的搜集過程中各 個探測器是通過其接收基陣背面加一個信號接收單元進行實時通訊的。另外，系統(tǒng)采用的 直線型信號接收陣存在掃描角度限制，在其掃描盲區(qū)通過增加一個信號接收陣元來模擬系 統(tǒng)的采樣信號誤差矩陣，是對系統(tǒng)資源的有效利用。它們彼此為對方提供信號的誤差信息。 在不斷變化的深海環(huán)境中，能實時地動態(tài)地對誤差矩陣進行調控，有效地減少了環(huán)境因素 對信號的干擾，使得探測更加便捷準確。
【附圖說明】
[0045] 圖1系統(tǒng)流程圖。
[0046] 圖2系統(tǒng)實施圖。
[0047] 圖3均勻線波束形成圖。
[0048] 圖4探測器通信原理圖
[0049] 圖5自適應波束形成系統(tǒng)圖
【具體實施方式】
[0050] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0051] 本發(fā)明的基本思想是：利用探測器之間的相互通信，獲得信號上的某些參數(shù)信息， 利用它們對基于對角加載技術的參數(shù)估計和基于LCMV原則的IQRD-SMI權向量算法進行有 效改進。進而獲得質量更高，速度更快，更能適應環(huán)境變化的自適應波束。
[0052] 本發(fā)明提供的自適應波束形成系統(tǒng)如圖5所示，其中：
[0053]信號預處理模塊（100)，用于對接收陣列接收到的信號進行濾波放大、下邊頻等預 處理，得到基帶信號，完成采樣。
[0054]空間協(xié)方差矩陣估計模塊（101)，用于接收100模塊發(fā)送的采樣數(shù)據，并對其進行 計算，得到采樣數(shù)據的空間協(xié)方差矩陣估計矩陣。
[0055]輸入矢量數(shù)據陣（102)，是把100模塊的采樣信息緩存在高速存儲器中，作為權向 量生成算法的已知量保存。
[0056] 改進后的空間協(xié)方差矩陣估計模塊（103)，是本發(fā)明的核心內容。是根據205模塊 得到的誤差矩陣對系統(tǒng)最初得到的空間協(xié)方差矩陣估計進行改進，用于逼近真實的空間協(xié) 方差矩陣值。
[0057] 對角加載模塊（104)，是在得到改進后的協(xié)方差矩陣估計值的基礎上，根據已成熟 的對角加載技術對協(xié)方差矩陣進行加載，得到加載后的空間協(xié)方差矩陣。
[0058]輸入矢量協(xié)方差矩陣（105)，是完成對角加載后的空間協(xié)方差矩陣，并同102模塊 一樣，保存在高速存儲器中，作為IQRD-SMI算法求解權向量的輸入。
[0059] 權向量生成模塊（106)是根據IQRD-SMI算法求解權向量的算法模塊，從而生成自 適應波束。
[0060] 緩存模塊（200)，是根據本算法的需要，對單路通信信號的采樣進行緩存處理，然 后通過采集周期性的通信信號來模擬接收陣元的接收數(shù)據。
[0061] 信號分離模塊（201)，是根據探測器之間的通信協(xié)議和預存參考信號模塊204的 信息對緩存后的信號進行分離，得到通信數(shù)據和參考信號的采樣值。
[0062] 通信數(shù)據模塊（202)，是用于保存201模塊分離出來的探測器之間的通信信息的 模塊，其中包括相對位置等，然后計算得出信號的入射角等信息。
[0063]參考信息模塊（203)，是采樣得到的發(fā)送端發(fā)送過來的預存參考信號的接收值，并 計算得到模擬信號的空間協(xié)方差矩陣估計值。
[0064]預存參考信號模塊（204)，是系統(tǒng)預先保存在高速寄存器中的參考信號。
[0065] 誤差矩陣生成模塊（205)，是本發(fā)明的核心，是根據探測器之間的通信信生成的信 號誤差矩陣值。
[0066] 圖1是本發(fā)明的自適應波束生成的系統(tǒng)流程圖，結合圖5所示的自適應波束形成 系統(tǒng)進行描述，該方法包括如下：
[0067] 如圖3所示，考慮平面空間的等距均勻線陣，設陣元數(shù)為M，陣元間距為d，其他d =λ/2,其中λ為陣列接收單元接收信號的波長，假設有L個信源回波（M>L)，設波達方 向為θρΘ2,. ..，θμ以陣列的第一個陣元作為基準點。則在第k次快拍的采樣點m的采 樣值為：
[0068]
[0069]式中njk)表示第m個陣元上的噪聲，Sl(t)表示各信源回波在基準點的基帶 信號。因此各陣元在快拍k時刻經過模塊100的處理后得到采樣信號分別為&(1〇， x2 (k)，· · ·，xM (k)，即：x(k) = [X! (k)，x2 (k)，· · ·，xM (k) ]τ，此為陣列輸入矢量，保存在模塊 102中，形成輸入矢量數(shù)據陣。假設遠場平面波信號包含不相關的Ρ個干擾信號，則x(k)= As(k)+n(k)，根據100模塊得到的采樣數(shù)據值作為模塊101的輸入，得到協(xié)方差矩陣估計值 為R=?>(〇Ζ(〇，式中k表示陣列天線接收的信號幀數(shù)，x(i)表示陣列天線上i時刻 接收的信號。i= 1，2, ...，k。采樣頻率為f，上標Η表示矩陣的共拒裝置，A為L個信號 源對應的方向矢量。其中
[0070]
[0071]
[0072] 在上述接收基陣背面加一個信號接收單元用于和協(xié)同工作設備的通信和誤差調 整，設兩設備始終工作在對方的遠場某處，可近似看作平面波從空間某一方向射入到基陣， 信號入射方向為Θ，通過交互信息獲得。協(xié)作設備之間通過確認信息之后開始進行誤差 動態(tài)調整。令波束指向等于Θ，減少掃描時間，接收器接收信號的頻率，設為陣列天線的采 樣頻率f，由直線型接收天線陣列可知，相鄰陣元接收到的信號，由于誤差而引起相位差為 多=gsin0，因為令波指向％等于0，所以接收陣元不需要進行相移，通信接收器模擬 直線陣列進行誤差矩陣估計時，模擬的第i個基元與第1個基元之間接收信號的相位差為Φ1= (i-1)Φ，此時假定通信接收器接收信號的相位為0,系統(tǒng)在快拍η時刻模擬采樣信號 是從模塊200中進行讀入的。經過信號分離模塊（201)，通信數(shù)據送往202模塊用于計算得 到系統(tǒng)的通信信息（如入射角信息Θ等），參考信息采樣值被送往模塊203中保存，模塊 203中的緩存數(shù)據是時間間隔為一個采樣周期f的采樣數(shù)據值，用于模擬系統(tǒng)在快拍η時刻 各陣元的采樣信號，記為？i(η):
[0073] xf -(η) =exp[j(fn+Φ^)]
[0074]
[0075] 幅度加權系數(shù)，在此設^= 1 ;c為光速，各陣元相對于參考點（第1個 基元）的位置，k為波束向量，a=k/|k|表示電波的傳播方向，為單位向量，
[0076] X'i(η)的頻帶帶寬B比載波值f。小很多，信號X'i(η)變化相對緩慢，滿足關系 丄?延遲時間)《^，故有，即信號包絡在各個模擬陣元上的差cBe
[0077] 異可以忽略不計。則模擬出陣列天線一個采樣時刻的數(shù)據向量，記作
[0078]
J J 「00791其中mT+n' =η(即快拍η時刻），此處約定η彡T，以避免m-Ι< 0情況。
表不向下取整);Γ=Μ*+，為參考信號的周期；X'i(m)表 示接收矩陣第i個陣元的模擬數(shù)據，然后通過計算得到參考信號的協(xié)方差矩陣估計值為
將數(shù)據傳遞給模塊205。
[0080] 模塊204預存的參考信號協(xié)方差為與接收到的參考信號尤之間的關系為 ，將其參考信號的空間協(xié)方差矩陣傳遞給模塊2〇5,由模塊205計算生成誤差 矩陣的估計為Dxx。
[0081] 模塊103接收模塊101和模塊205的參數(shù)，對干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣估計值灸= 進行改進，改進后的協(xié)方差矩陣為Rxx，傳遞給模塊1