采用RLS算法的功率倒置阵列的性能.pdf

国防科技大学学报
第25卷第3期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.25No.32003

文章编号:1001-2486(2003)03-0036-05

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采用RLS算法的功率倒置阵列的性能

桑怀胜,李峥嵘,王飞雪,雍少为,郁文贤
(国防科技大学ATR国家重点实验室,湖南长沙410073)

摘要:为解决功率倒置阵列采用LMS算法时收敛速度和稳态失调误差不能兼顾的缺点,提出了采用
RLS算法实现功率倒置阵列的方法。仿真结果表明,功率倒置阵列采用RLS算法和LMS算法都能达到较好的
抗干扰效果。和LMS算法相比,RLS算法同时具有收敛速度快和稳态失调误差小的优点,代价是计算量增大。
关键词:功率倒置阵列;LMS算法;RLS算法
中图分类号:TN820.1文献标识码:A

ThePerformanceofPowerInversionArrayUsingRLSAlgorithm

SANGHuai2sheng,LIZheng2rong,WANGFei2xue,YongShao2wei,YUWen2xian
(ATRLab,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)
Abstract:Thehighconvergentspeedandsmallsteady2statemisadjustmenterrorcannotbeimprovedsimultaneouslyinthepowerin2
versionarraywhenusingLMSalgorithm.Tosolvethisproblem,apowerinversionarrayusingRLSalgorithmisproposed.Thesimulation
resultshowsthat,boththeRLSalgorithmandLMSalgorithminthepowerinversionarrayhavegoodanti2jammingperformance.
ComparingtoLMSalgorithm,theRLSalgorithmcansimultaneouslygethighconvergentspeedandsmallsteady2statemisadjustmenter2
ror,butitbearsaburdenoflargecomputation.
Keywords:powerinversionarray;LMSalgorithm;RLSalgorithm

自适应阵列是一种有效的抗干扰措施。功率倒置(PowerInversion,PI)阵列[1,2]不需要预先知道有用
信号的特性和入射方向等先验信息,实现简单,在雷达、扩频通信等强干扰、弱信号的环境中得到了广泛
应用。卫星导航定位系统具有重要的军事应用价值,但其军事应用面临着强对抗环境,卫星导航定位接
收机(如GPS接收机)需要在弱信号、强干扰的信号接收环境下工作,因此卫星导航定位接收机可以采
用PI阵列提高抗干扰能力。
Gecan研究了采用LMS算法的GPS接收机PI阵列的性能[2]。LMS算法的性能与步长相关,算法的
收敛速度和稳态失调误差对步长的要求互相矛盾,难以兼顾。为解决上述问题,本文提出采用RLS算
法[3]实现PI阵列,通过仿真对采用RLS算法的PI阵列的性能进行了研究,并与采用LMS算法的PI阵
列的性能进行了对比。

1采用RLS算法的PI阵列

1.1PI阵列
“功率倒置”指自适应阵列翻转两个接收信号的功率比的能力[1]。Zahm研究了1个弱信号、1个强
干扰条件下自适应阵列抑制强干扰、接收弱信号的信号接收技术[4],他的研究体现的正是PI的思想;
Compton阐述了PI的概念,并对PI阵列的性能进行了研究[1]。PI阵列适合于卫星导航定位接收机的信
号接收环境,目前已有一些采用PI阵列的GPS接收机抗干扰的相关文献[2,5,6]。
T
设天线阵元个数为L,PI阵列选择加权向量w=[w1,w2,⋯,wL],使阵列输出信号的功率最

X收稿日期:2002-11-05
基金项目:国家部委基金项目资助(D99-21)
作者简介:桑怀胜(1970—),男,博士生。
桑怀胜,等:采用RLS算法的功率倒置阵列的性能37

[2,5]
小。为了防止得到无意义解w1=w2=⋯=wL=0,引入约束条件w1=C,C为任意不为0的常数,
T
为方便起见,通常取C=1,PI阵列的示意图见图1。用x=[x1,x2,⋯,xL]表示阵列输入信号向量,PI
阵列的最优权值为[1,4]:
-1
wopt=γRxxa0(1)
T
其中:γ为任意不为零的常数;a0=[1,0,⋯,