本發明屬于抗干擾，具體涉及基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾方法。

背景技術：

1、鑒于全數字陣列結構的部署難度大，其體積、重量和成本受射頻鏈制約，難以大規模部署，模-數混合結構的陣列天線被提出并實現。由于減少了射頻鏈的數量，模-數混合結構的陣列天線的部署難度大大降低，尤其更適用于部署到承載力有限的高機動性平臺(例如飛機、導彈等)上。針對模-數混合結構陣列天線的空域抗干擾，傳統空域抗干擾算法將模擬波束指向通信信號方向，只利用數字波束成形進行抗干擾，沒有利用模擬波束成形的自由度，抗干擾自由度受限于數字波束成形。因此，在多干擾的情況下，傳統混合陣列空域抗干擾算法的抗干擾性能會嚴重下降，未發揮模-數混合結構陣列天線的優勢；2022年提出的基于子空間干擾抑制的模-數混合陣列接收波束成形設計方法，它基于如圖1所示的模-數混合陣列的波束成形設計框架。然而，該方法仍未充分利用模擬波束的抗干擾能力，對陣列的空間自由度要求較高，難以應用于接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景。

2、綜上，現有的模-數混合結構陣列天線的接收波束成形設計方法在接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景下難以直接應用，陣列空間自由度受限對抗干擾性能存在嚴重制約。

3、因此，目前采用模-數混合陣列抗干擾的方法針對接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景存在抗干擾能力低的問題。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾方法，以解決目前采用模-數混合陣列抗干擾的方法針對接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景存在抗干擾能力低的問題。

2、為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

3、一方面，本說明書提供基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾方法，包括：

4、步驟102，基于混合陣列天線結構、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第一優化問題；

5、步驟104，采用擬牛頓法對第一優化問題進行求解，獲得最優波束權向量；

6、步驟106，基于最優波束權向量、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第二優化問題；

7、步驟108，采用交替優化算法求解第二優化問題，獲得最優數字形成向量和最優模擬形成向量。

8、另一方面，本說明書提供基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾裝置，包括：

9、第一優化問題構建模塊，用于基于混合陣列天線結構、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第一優化問題；

10、第一優化問題求解模塊，用于采用擬牛頓法對第一優化問題進行求解，獲得最優波束權向量；

11、第二優化問題構建模塊，用于基于最優波束權向量、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第二優化問題；

12、第二優化問題求解模塊，用于采用交替優化算法求解第二優化問題，獲得最優數字形成向量和最優模擬形成向量。

13、基于上述技術方案，本說明書能夠獲得如下技術效果：

14、本方法充分地利用了模擬波束的抗干擾能力，更大程度地利用了模-數混合陣列的空間自由度，針對專有的應用場景，利用模擬域波束設計的抗干擾自由度，極大提高了模擬域和數字域多干擾場景下的通信抗干擾性能，適用于接收天線陣元有限，干擾數量較多的場景，因此可為高機動性平臺等接收天線陣列的部署空間有限，且對抗干擾能力要求較高的特殊設備的通信能力提供有力保障，從而解決目前采用模-數混合陣列抗干擾的方法針對接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景存在抗干擾能力低的問題。

15、1、不同于傳統混合陣列空域抗干擾方法，該混合陣列抗干擾方法聯合設計數字波束成形和模擬波束成形，使用交替最優化方法迭代設計數字波束權向量和模擬波束權向量，實現模擬波束成形和數字波束成形協同抗干擾，充分利用模擬波束設計的抗干擾自由度，可提高多干擾場景下的通信抗干擾性能；

16、2、針對模-數混合陣列的模擬陣元幅度和相位有限可調的約束，本抗干擾方法在設計模擬波束成形時，使用擬牛頓法對非凸約束進行放松，以在有限的模擬波束權向量取值集合內尋找最優梯度方向，通過最優梯度方向完成模擬波束權向量最優化設計。

技術特征：

1.基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于混合陣列天線結構、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第一優化問題包括：基于數字形成向量、模擬形成向量以及若干快照組成的數據矩陣，構建第一優化問題；所述數字形成向量與混合陣列天線的射頻鏈數有關；所述模擬形成向量與混合陣列天線的射頻鏈數和陣元數有關。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于混合陣列天線結構、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第一優化問題之后還包括：基于數字形成向量、模擬形成向量、通道信號的通道向量、接收端的信道信息誤差以及隨機誤差集合，構建第一限制條件。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用擬牛頓法對第一優化問題進行求解，獲得最優波束權向量包括：

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用擬牛頓法放松非凸約束進行第一優化問題的求解，獲得迭代方向和迭代步進包括：

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于最優波束權向量、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第二優化問題包括構建第二優化問題，使得數字形成向量和模擬形成向量的接收性能逼近最優波束權向量。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用交替優化算法求解第二優化問題，獲得最優數字形成向量和最優模擬形成向量包括：

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用交替優化算法對若干個獨立問題進行求解，獲得最優數字形成向量和最優模擬形成向量包括：

9.基于交替最優化的模-數混合陣列空域抗干擾裝置，其特征在于，包括：

10.一種電子設備，其特征在于，包括：處理器；以及被安排成存儲計算機可執行指令的存儲器，所述可執行指令在被執行時使所述處理器執行如權利要求1至8中任一項所述的方法的步驟。

技術總結
本說明書公開了基于交替最優化的模?數混合陣列空域抗干擾方法，涉及抗干擾技術領域，包括基于混合陣列天線結構、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第一優化問題；采用擬牛頓法對第一優化問題進行求解，獲得最優波束權向量；基于最優波束權向量、數字形成向量以及模擬形成向量，構建第二優化問題；采用交替優化算法求解第二優化問題，獲得最優數字形成向量和最優模擬形成向量,以解決目前采用模?數混合陣列抗干擾的方法針對接收天線陣元有限，干擾數量較多的高機動性平臺抗干擾場景存在抗干擾能力低的問題。

技術研發人員：楊健,倪遠涵,尚佳棟,王祖林,陽珂馨,賈步云,張前南
受保護的技術使用者：北京遙感設備研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24