技术摘要：
本发明公开了一种稳健自适应波束形成方法及装置，属于阵列信号波束形成领域，在计算权矢量的过程中，当期望信号的信噪比很高时，导向矢量或者协方差矩阵误差会导致波束形成器将期望信号当作干扰进行抑制，从而降低波束形成器的性能。本发明首先估计期望信号的波达方向(  全部
背景技术：
自适应波束形成器需要导向矢量以及协方差矩阵来计算权矢量。当采样数据包含 期望的信号分量时，如果期望信号的信噪比(signal-to-noise  ratio，SNR)很高，极小的导 向矢量误差或协方差矩阵误差都将导致波束形成器将期望信号抑制为干扰，从而导致波束 形成器的性能急剧下降。目前已经提出了几类稳健自适应波束形成器处理这个问题，其中 包括干扰加噪声协方差矩阵(interference-plus-noise  covariance  matrix，INCM)重建 技术，这也是目前的研究热点之一。基于INCM重建技术是通过消除采样协方差矩阵的期望 信号来估计干扰加噪声协方差矩阵，或使用Capon空间频谱在干扰所在角度区域求和，或估 计所有干扰的导向矢量和功率以及噪声功率。基于INCM重建的技术非常具有吸引力，它们 可以在很大范围的SNR内实现近乎最佳的性能。然而，缺点之一是它相比传统的波束形成器 的计算时间复杂性比较高。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种新的低计算复杂性关于 去除阵列信号的期望信号分量的方法，它可以解决：当采样数据包含期望信号分量时，一旦 出现极小的导向矢量误差和协方差矩阵误差时都会导致波束形成器错误地将期望信号分 量抑制成干扰使得波束形成器性能大幅下降，而本发明能预先消除采样数据的期望信号分 量，从而消除其影响避免出现波束形成器性能下降。 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种稳健自适应波束形成方法， 包括： 使用采集的阵列信号估计期望信号的波达方向DOA； 利用所述期望信号的DOA和阵列流型构造转换矩阵； 通过所述转换矩阵与采样协方差矩阵相乘，以消除所述期望信号，得到干扰加噪 声协方差矩阵； 利用所述干扰加噪声协方差矩阵计算波束形成器的权矢量，进而由所述权矢量得 到输出信号。 优选地，所述方法还包括： 均匀线性阵列中各阵元的期望信号、干扰信号及噪声相互独立。 优 选 地 ，所 述 转 换 矩阵 为 ( M - 1 ) × M 维 矩阵 ，且 所 述 转 换 矩阵 为 ： 4 CN 111551892 A 说　明　书 2/6 页 其 中 ，M 表 示 均 匀 线 性 阵 列 中 的 阵 元 总 数 ， λ表示接收信号波长，d表示阵元间距，θ0表示期望信号波达方向。 优选地，由 确定所述干扰加噪声协方差矩阵， 其中，P表示所述转换矩阵， 表示所述采样协方差矩阵，K表示采样总数， x(k)表示所述均匀线性阵列的接收信号。 优选地，由 确定所述波束形成器的权矢量，其中， 即 a0的前M-1行，a0表示期望信号的导向矢量，其中 表示不影响波束形成器性能的 常数， 表示干扰加噪声协方差矩阵。 按照本发明的另一个方面，提供了一种稳健自适应波束形成装置，包括： 阵列信号扩展模块，用于使用采集的阵列信号估计期望信号的波达方向； 干扰加噪声协方差矩阵重构模块，用于利用所述期望信号的DOA和阵列流型构造 转换矩阵，并通过所述转换矩阵与采样协方差矩阵相乘，以消除所述期望信号，得到干扰加 噪声协方差矩阵； 权矢量输出模块，用于利用所述干扰加噪声协方差矩阵计算波束形成器的权矢 量，进而由所述权矢量得到输出信号。 优选地，均匀线性阵列中各阵元的期望信号、干扰信号及噪声相互独立。 优 选 地 ，所 述 转 换 矩阵 为 ( M - 1 ) × M 维 矩阵 ，且 所 述 转 换 矩阵 为 ： 其 中 ，M 表 示 均 匀 线 性 阵 列 中 的 阵 元 总 数 ， λ表示接收信号波长，d表示阵元间距，θ0表示期望信号波达方向。 优选地，由 确定所述干扰加噪声协方差矩阵， 其中，P表示所述转换矩阵， 表示所述采样协方差矩阵，K表示采样总数， x(k)表示所述均匀线性阵列的接收信号。 5 CN 111551892 A 说　明　书 3/6 页 优选地，由 确定所述波束形成器的权矢量，其中， 即 a0的前M-1行，a0表示期望信号的导向矢量，其中 表示不影响波束形成器性能的 常数， 表示干扰加噪声协方差矩阵。 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果： 通过本发明可以解决：当采样数据包含期望信号分量时，一旦出现极小的导向矢 量误差和协方差矩阵误差时都会导致波束形成器错误地将期望信号分量抑制成干扰使得 波束形成器性能大幅下降，而本发明能预先消除采样数据的期望信号分量，从而消除其影 响避免出现波束形成器性能下降。 附图说明 图1是本发明实施例提供的一种由两个协方差矩阵计算出的Capon空间谱； 图2是本发明实施例提供的一种几个波束形成器的输出SINR和输入SNR结果； 图3是本发明实施例提供的一种方法流程示意图； 图4是本发明实施例提供的一种适用于均匀直线阵列的期望信号预消除稳健自适 应波束形成装置结构示意图。