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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种多频带稀疏阵列天线选择与波束形成联合设计方法，包括：基于最大化信干噪比准则与旁瓣水平约束，稀疏阵列设计被描述为具有混合l0,2范数正则化的非凸约束优化问题。该优化问题可以保证在所有工作频带上均选择相同天线的位置，同时独立优化每个频带的波束形成权值。通过利用半定松弛和重加权l1,∞范数逼近技术，将该问题转化为一系列的凸子问题，最终利用已有凸优化方法分别求解每个子问题。

主权项：1.一种多频带稀疏阵列天线选择与波束形成联合设计方法，其特征在于，包括：步骤1、对多频带天线阵列接收到的信号在接收端进行线性组合，构建最大输出信干噪比准则下的优化问题模型，接收端线性组合后的信号为： 式中，表示对应的波束形成权重向量，表示接收的信号，M为窄带信号个数，表示维度为N×1的复数向量；接收的信号具体为： 式中，是入射基带信号的复振幅，和分别是在ωi频率下，角度为的期望信号和角度为的干扰信号对应的导向矢量，代表方差为的加性高斯噪声；最大输出信干噪比准则下的优化问题模型具体为： 式中，和分别为ωi频率下期望源信号的协方差矩阵和干扰加噪声的协方差矩阵，wi为对应接收信号的波束形成权重向量，M为窄带信号个数；步骤2、对多频带天线数目进行稀疏选择，并且将旁瓣区域离散化，通过二次分数约束实现旁瓣电平约束；具体方法为：构造一个完整的连接向量针对定义混合的l0,2范数：n表示第n个天线阵元位置；对旁瓣区域进行离散化，在每个离散化的角度下，对归一化阵列功率响应Bωi,θl进行抑制，具体方法为：将旁瓣区域表示为Ω，将Ω离散得到一组角度样本为{θl}，l＝1,…,L，L为角度样本个数，角度样本对应的数组流形表示为aθ1,...,aθL,在θl方向上的阵列功率响应具体为： 式中，θ0是期望源信号方向，w对应当前频率下的波束形成权重向量；在优化问题的约束条件中，将选择出的天线数目设置为K,抑制旁瓣电平的参数设置为δ，将优化问题模型改写为： 式中，矩阵和分别为ωi频率下期望源信号的协方差矩阵和干扰加噪声的协方差矩阵，wi为对应接收信号的波束形成权重向量，M为窄带信号个数，aθl,ωi表示ωi频率下，角度θl处的导向矢量；步骤3、引入稀疏系数，将天线稀疏选择的约束转换到优化问题模型中，使用重加权l1,∞范数代替混合的l0,2范数实现凸松弛；步骤4、采用半定松弛和重加权l1,∞范数逼近技术，将优化问题转化为凸子问题，迭代求解凸子问题，获得期望的权重矩阵，从权重矩阵提取出主特征向量，恢复出原始波束形成向量。

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百度查询： 南京理工大学 一种多频带稀疏阵列天线选择与波束形成联合设计方法