惯导辅助的波束形成技术研究

董国英，徐 哲，李名祺，张明利

(上海无线电设备研究所，上海201109)

0 引言

通过采用智能天线技术可以显著地增强无线通信系统的能力和性能。在接收端使用阵列天线对信号的多个副本进行合并接收可以获得有效的信噪比增益。通常使用波束形成技术来合并从多根天线接收到的信号，以控制接收天线的方向性，增强特定方向上接收信号的功率，同时抑制其他方向的干扰。

常规波束形成技术也称为空域匹配滤波，需要目标信号的波束方向作为先验信息，是基于来波方向(DOA)信息的波束形成算法[1]。首先获得信号的入射角度信息(即DOA值)，然后控制天线阵列的方向图对准来波方向，不同阵元接收到的信号经加权后相移被完全补偿，阵列输出信号为输入信号的同相叠加。

传统波束形成技术需要首先利用谱估计算法进行DOA估计，然后基于角度估计信息计算阵列天线的权值，或者采用自适应波束形成算法，按照相应的自适应信号处理算法和准则，自适应对准所要观察的目标，但这些算法都受到信噪比、阵元个数、实现复杂度、硬件平台等限制，存在较低信噪比时DOA估计性能有限，或者自适应算法不能稳定收敛等问题，或者性能能满足要求但运算量较大，实时性不强等问题[2-4]。

本文介绍惯导辅助的波束形成技术，惯导辅助的波束形成对波束指向的计算不受信噪比的限制，因此可以保证阵列天线的信噪比增益不会损失。

1 波束形成系统设计

1.1 系统组成

波束形成系统，如图1所示。……