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X=(x1,x2,…,xM)T (10)
Wi为多加权系数,写成
W=(Wl,W2,…,WM)
其中,W1=1,阵列输出为
Y=WTX十XTW (12)
选择(W2,W3…,WN)T的最佳值,使阵列输出E[|y|]最小。因而从物理意义上就可想象出,它的波束图将在干扰方向引入零陷,且干扰越强引人的零陷越深,其相应的最佳输出最小。这就是功率倒置意义所在。
阵列输出功率Poup。可表示为[3]
加上约束条件WTSo=1构成拉格朗日函数
取公式(2)~(12)的梯度,令
即得最佳加权矢量
式中:为输入矢量X的自相关矩阵,上标*表示共轭,上标T表示矩阵转置,入是拉格朗日乘子系数。
最小输出功率为
式中:X'为阵列可调部分的输入矢量,Z为X'与固定支路输入x.的相关矢量,而R'为X'的相关矩阵,故Rxx可表示为分块矩阵
式中:P1为固定支路的输入功率。最佳权矢量可表示为
其中 为阵列可调部分最佳加权矢量。
将式(5),式(19),式(20)代入式(14)得
展开可得
即功率倒置自适应算法的最佳加权矢量方程。
3仿真及实现
用DSP实现天线权值的实时更新,目前DSP应用程序的开发多采用高级语言和高级语言混合编写。功率倒置算法的Matlab仿真结果见图2。
图2,3表示当期望信号为(15°,30°),在不同水平角和仰角,存在3个干扰信号的仿真结果,这3个干扰信号方向分别为:(10°,25°),(40°,180°),(75°,300°),可以看到,3个方向上的干扰信号都被衰减到很小,这也说明算法的有效性。
采用智能天线技术后,系统能在几毫秒时间内在干扰方向上形成方向图零点,从而有效抑制脉冲干扰对信号接收的影响,极大地提高了信号的接收性能。