CN107666333A

CN107666333A - 扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***

Info

Publication number: CN107666333A
Application number: CN201710051914.4A
Authority: CN
Inventors: 刘明凯; 蒋宇志; 张旭; 吴述敏; 陈文兵
Original assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Current assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-02-06

Abstract

本发明公开的一种扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，旨在提供一种具有较强的抗干扰能力的自适应波束形成***。本发明通过下述技术方案予以实现：跳频发射机输出的DS‑FH混合扩频信号，通过阵列天线各阵元通道，经混频器和A/D转换器将接收到的射频信号混频后，A/D转换为数字信号，数字信号通过频率合成器跳频载波捕获输出的参考本振信号混频，实现射频DS‑FH信号的解跳，解跳之后的各路直扩信号经数字下变频器进行一级下变频，各路数字下变频后的中频直扩信号送入自适应波束形成模块加权产生一路扩频信号，自适应波束形成模块先对该扩频信号进行解扩处理，再采取递推最小二乘算法RLS来解算权矢量，根据求出的权矢量得到最小的输出功率，形成在干扰处的零陷。

Description

扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***

技术领域

本发明涉及一种应用于靶场测控***中的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***。

背景技术

直接序列扩频技术(Direct Sequence Spread Spectrum-DSSS；简称直扩-DS)和频率跳变扩频技术(Frequency Hopping Spread Spectrum-FHSS；简称跳频-FH)则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。由于伪码直接序列扩频体制频谱密度低，具有较好的抗干扰、抗截获性能，在工程中应用也越来越普遍，在国外研究比较热门的还有超宽带扩频技术，其特点有隐蔽性好、穿透能力强、扩频增益高、抗多径、传输率极高、***容量大、便于组网、定位精度高等，易将定位与通信合一，常规无线电难做到这点。但随着低截获概率信号检测技术的不断发展，尤其是周期平稳随机过程数学模型及谱相关理论的提出，伪码直接序列扩频测控***面临越来越严重的威胁。采用性能更强的扩频码以及混合扩频体制已经成为抗干扰测控***的发展趋势。相比单一直扩体制，混合扩频可以把各种扩频方式的优点结合起来，提供更强的抗干扰性能。考虑到相控阵测控***中信号体制、任务类型与雷达、通信***的不同，使其对多目标测控中阵列天线提出新的要求，主要表现在以下几个方面：第一，阵列规模较大。随着卫星数目的增多，在同一地面站作用范围内会出现多个卫星，且与测控站的距离较远。为了提高探测距离和空间分辨力，通常采用增加天线阵元的方法，以获得多星测控所需的天线增益、主瓣宽度等指标。这就需要考虑大型阵列天线对波束形成算法的复杂度与实时性的影响。第二，同时形成多个波束。当空间存在多个目标，需要多个波束控制模块完成对各个目标的跟踪与通信。对于每个跟踪模块而言，除了它所跟踪的目标，其它目标都属于干扰。对于空间角相距较远的两个目标，干扰出现在旁瓣区域，常规的自适应单脉冲，能够很好的抑制将其抑制掉。当两个目标距离较近，甚至出现在同一主瓣内，常规自适应单脉冲方法将导致单脉冲比曲线畸变，进而影响多目标跟踪性能。对空间动目标的测控，随着目标的移动，要求阵列天线波束能够满足指向精度、增益、主瓣宽度等要求。。目前，世界各国都在积极发展适用于测控的抗干扰测控信号体制，扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号体制是公认的较为理想的抗干扰测控体制。因此，相控阵测控***不仅要满足目前常规测控体制的要求，还应兼容DS/FH测控的信号形式。对于统一载波和统一扩频测控体制，信号频带较窄，可采用常规的DBF方法。而DS/FH测控信号在直扩的基础上增加了载波的跳变，使信号工作频带很宽，采用传统的窄带波束形成方法将导致不同频率成分信号方向图指向的偏离以及波束宽度的畸变，因此，需要研究适用于扩/跳频信号的DBF方法。

直扩-跳频(DS-FH)组合扩频体制是混合扩频的代表，DS-FH混合扩频的优点主要有：(1)具有较强的抗干扰能力，实现简单；(2)具有更好的抗侦收能力；(3)具有抗远近效应的能力；(4)具有抗多径干扰的能力；(5)具有较强的抗中继转发式干扰的能力；(6) 适合于多网/组网通信；(7)混合体制更适合于遥测遥控***的应用。但与此同时，在同步阶段尤其是捕获阶段，需要对直扩伪码与跳频伪码相位进行双向搜索，增加了跳频接收机的难度。在将DS-FH混合扩频体制用于测控时也面临了一些问题：(1)通信中混合扩频采用的直扩伪码码长较短，而在测控领域直扩伪码在完成信号频谱扩展的同时还兼有测距功能； (2)测控***中通信的对象是高速飞行的航天器，具有较大的多普勒频率和多普勒变化率以及相当微弱的信号电平，这也进一步增加了信号捕获难度。扩/跳频测控信号在直扩的基础上增加了频率的跳变，使得信号频带很宽，常规数字波束形成方法已无法满足扩/跳频测控***对天线方向图的要求。对于扩/跳频信号，各阵元输出的相位差不仅与信号来波方向有关，还依赖于当前接收信号频率，而此频率在扩/跳频信号带宽内是变化的。常规波束形成算法是无法判断阵元上的相移是由信号频率的变化引起的，还是由到达角度的变化引起的。换句话说，算法有可能将跳频信号频率的变化引起的相移，看成是跳频信号到达角度的变化引起的。对于扩/跳频信号，如果仍采用传统的窄带波束形成方法将导致不同频率成分信号方向图指向偏离以及波束宽度畸变，并且这种畸变会随着天线扫描角的增加越来越严重。

数字波束形成技术是阵列天线研究的最主要内容，随着数字信号处理水平的不断发展和各种DBF方法的提出，使数字波束形成技术在雷达、通信、测控、声纳等领域得到了广泛应用。数字多波束形成采用中频数字化的方法控制多通道的幅度和相位加权，实现多波束方向图的形成。数字多波束形成方法通过数字加权方法控制波束，减少了硬件设备，波束灵活可控，可使接收天线具有自适应能力。数字多波束的形成方法可分为分时多波束和同时多波束两种：分时多波束形成法利用数字波束控制和捷变的快速、灵活性，在不同的时隙使天线波束指向不同的目标。为每个目标分配一个固定的地址码和一定的时隙，在每个时隙内阵列天线波束驻留在相应的目标方向，完成测角、测距、遥测、遥控等任务，从而实现多目标测控；同时多波束在同一时间形成多个不同指向的波束，每个波束指向一个目标，由于独立的对每个期望目标方向波束形成，从而实现使每个波束达到最优。分时多波束的不足之处在于，随着目标数目的增多，分配给每个目标的时隙变短，这就对距离捕获和测角所需时间提出更高的要求。此外，这种时分多波束体制无法满足航天测控***的连续测量和控制需求。常用的同时多波束形成方法有盲多波束形成，线性约束多波束形成以及并行多波束形盲多波束形成方法不需要先验信息，在一定的最优准则下，通过多个权向量，使每个波束锁定不同的目标。由于每个波束形成器是被独立调整的，易出现多个端口锁定同一目标的现象。此外，其波束形成性能易受迭代次数、阀值等影响。线性约束多波束形成通过增加约束矩阵在期望目标方向形成主波束，而在干扰方向形成零。当期望主波束较多，约束矩阵维数增加，为达到使阵列方向图在多个期望方向形状主波束的目的，导致旁瓣电平被抬高。并行多波束形成***利用同一个阵列，通过多个权值形成处理器实现对多个目标的最佳接收。各个波束形成模块相互独立，易于灵活地同时在各个方向形成主波束，并在干扰方向形成零陷，可以从空域上分离多个目标信号。其缺点是各路波束需要单独计算权值，计算量相对较大，但这并不妨碍其在多目标测控中的应用。因为同一测控站作用范围内目标数目有限，并且随着各种高速数字处理芯片不断出现，其缺点并不太明显。在干扰条件下，通过自适应数字波束形成技术可以有效改善信干噪比(SNIR)，采用自适应波束形成的单脉冲技术称为自适应单脉冲。考虑到多目标测控中，对于每个跟踪模块而言，除了它所跟踪的目标，其它目标都属于干扰，也就是说空间目标的相对位置会影响到跟踪性能。根据目标位置的运动，会出现旁瓣干扰，主瓣干扰，同时主、旁瓣干扰等情况。主瓣或者近旁瓣干扰下，常规自适应波束形成的零陷将使方向图的主波束发生畸变，从而使用于角跟踪的脉冲比曲线严重失真，导致无法对目标进行准确的测角与跟踪。作为配套电子装备性能评测重要途径的靶场测控***，一方面靶场必须模拟各种复杂干扰模式的能力；另一方面也要求靶场测控***适应复杂的电磁工作环境，避免被试电子装备的工作信号、干扰模拟源与靶场测控***之间互相干扰，确保靶场测控***自身在试验过程中安全、稳定的工作能力。

传统的靶场测控体制抗干扰、抗侦收、抗截获、黑障区测控等能力严重不足。为了获得更优的抗干扰、抗侦收、抗截获“三抗”性能，需要通过采取更为复杂的扩频、宽带跳频、跳时、跳频，以及扩频-跳频、扩频-跳时组合等新体制来完成。另一方面，由于天线波束宽度宽，易受到干扰，信号频带外的干扰较容易滤除，而当干扰源的频谱进入信号带宽内时，常规的时域处理方法会造成信号损失而导致信号无法正常接收。一般常用的干扰方式为瞄准式干扰、宽带大功率干扰等，常常会使跳频接收机饱和或过载，在接收前端解决***抗饱和、抗过载关键技术，使***天线和信道不被破坏和硬摧毁，进而才有可能通过信号处理来滤除干扰信号，实现***具有的抗干扰性能。自适应波束形成方法，是在DSP控制下，自动鉴定电子信息干扰的环境，再利用先进的变频和波束形成技术，进行抗干扰。波束形成技术亦称空域滤波技术，其实质是通过对各阵元加权进行空域滤波，来达到增强期望信号、抑制干扰的目的；而且可以根据信号环境的变化自适应地改变各阵元的加权因子。波束形成技术通过设计天线波束图，将各阵元输出进行加权求和，将天线阵列波束“导向”到一个方向上，对期望信号得到最大输出功率的导向位置即给出波达方向估计，在干扰方向形成零陷以有效滤除干扰，从而保证有用信号的接收。

将阵列天线技术应用于DS-FH测控***中，可使***兼有DS-FH的时域和频域抗干扰性能和阵列天线的空域抗干扰性能，进一步增强导弹靶场***的抗干扰、抗侦收、抗截获的“三抗”能力。然而DS-FH信号对自适应波束形成方法又提出了新的要求，不同频率成分的信号容易导致阵列方向图指向的偏离和波束宽度的畸变，需要研究适用于DS-FH信号的阵列天线自适应波束形成方法。

发明内容

本发明针对传统靶场测控***抗干扰、抗截获、抗侦收能力严重不足的问题，提供一种具有较强抗干扰能力，能增强靶场测控***应对复杂电子环境的抗干扰、抗侦收、抗截获“三抗”能力的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***。

本发明所采用的技术方案是：一种扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，包括：跳频发射机、干扰机、接收射频信号的M个阵元天线和电连接在M个阵元天线与数字下变频器之间的混频器和A/D转换器，其特征在于：在直扩-跳频DS-FH信号发送端，跳频发射机采用DS-FH混合扩频测控体制输出的DS-FH混合扩频信号，通过阵列天线各阵元通道，经混频器和A/D转换器将接收到的射频信号混频后，A/D转换为数字信号，该数字信号通过频率合成器跳频载波捕获，混频输出参考本振信号，实现射频DS-FH信号的解跳，解跳之后的各路直扩信号经数字下变频器进行一级下变频，各路数字下变频后的中频直扩信号经自适应波束形成模块加权产生一路扩频信号；自适应波束形成模块先对该扩频信号进行解扩处理，再采取递推最小二乘算法RLS来解算权矢量，根据求出的权矢量得到最小的输出功率，形成在干扰处的零陷。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

具有较强的抗干扰能力。本发明采用阵列天线各阵元通道接收的射频信号经混频器和A/D转换器混频和模拟数字A/D转换，接收信号与频率合成器输出的参考本振信号混频，再通过频率合成器跳频载波捕获实现射频DS-FH信号的解跳，解跳之后的直扩信号经数字下变频器进行一级下变频，数字下变频后的中频直扩信号送入自适应波束形成模块，通过加权产生一路扩频信号经自适应波束形成模块自适应波束形成算法对该扩频信号进行解扩解调处理，DS-FH混合扩频体制信号能够提高更好的抗干扰、抗侦收性能。通过采用DS-FH混合扩频测控体制，设计合理的扩频增益和跳频增益，扩频信号时由载波频率跳变的直接序列信号组成，当直接序列扩频伪码发生器时钟速率已经达到最大，或者调频器的可用跳变频率数已经达到最大时，使用混合扩频体制可以提高***抗干扰能力；另一方面，信号经过直扩和跳频的结合后，信号频谱深埋于噪声之下，使得对抗方无法获得完整的直扩信号，破译扩频序列就变得不大可能。

增强了靶场测控***应对复杂电子环境的抗干扰、抗侦收、抗截获“三抗”能力。本发明针对DS-FH信号设计了具有120阵元的天线面阵，为了避免栅瓣的出现，选取了较为合适的天线阵元间隔，自适应波束形成模块采取递推最小二乘算法RLS来解算权矢量，求出最佳权矢量，得到最小的输出功率，在干扰处形成零陷，从而使干扰得到最大程度地抑制。采用DS-FH体制信号，相比较单独的DS信号或FH信号，具有较强的抗干扰能力，设计了阵元数较多的天线面阵和RLS算法进行自适应波束形成，从而达到更好的抗干扰、抗侦收性能。解决了飞行器飞行高度高、飞行距离远，易受到地面干扰源和空间各种电子信息的干扰，通过采用直扩-跳频信号体制，同时结合空域阵列天线自适应波束形成方法，使飞行器具有较高的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***的原理框图。

图2是图1DS-FH混合扩频信号产生原理框图。

图3是图1的转发干扰原理示意图。

图4是图1阵列天线的布阵示意图。

图5是阵列天线布局坐标系示意图。

图6是图5三维坐标示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种阵列天线自适应波束形成***，包括：跳频发射机、干扰机、接收射频信号的M个阵元天线和电连接在M个阵元天线与数字下变频器之间的混频器和A/D转换器，其特征在于：在直扩-跳频DS-FH信号发送端，跳频发射机采用DS-FH混合扩频测控体制输出的DS-FH混合扩频信号，通过阵列天线各阵元通道，经混频器和A/D转换器将接收到的射频信号混频后，A/D转换为数字信号，数字信号通过频率合成器跳频载波捕获输出的参考本振信号混频，实现射频DS-FH信号的解跳，解跳之后的各路直扩信号经数字下变频器进行一级下变频，各路数字下变频后的中频直扩信号送入自适应波束形成模块加权产生一路扩频信号，自适应波束形成模块先对该扩频信号进行解扩处理，再采取递推最小二乘算法RLS来解算权矢量，根据求出的权矢量得到最小的输出功率，形成在干扰处的零陷。

根据本发明，首先设计DS-FH信号体制的扩频增益、跳频增益，并根据干扰抑制模式设置跳频速率；其次设计阵列天线的平面天线布阵形式，并根据天线布阵形式计算得出各个阵元接收到的信号空间相位差；然后再阵列天线各阵元通道接收的射频信号经混频和A/D 转换，再通过频率合成器实现射频DS-FH信号的解跳；最后，解跳之后的直扩信号经数字下变频后的中频信号，经自适应波束形成算法处理，实现干扰抑制。首先，设计直扩-宽带跳频信号体制的扩频增益、跳频增益，并根据干扰抑制模式设置跳频速率。120阵元的各天线接收射频信号，并进行一级下变频；其次，经一级下变频的各路信号，通过跳频频综的解跳处理实现信号解跳；然后，经解跳以后的各路中频信号送入自适应波束形成模块实现信号的干扰抑制，并通过加权产生一路扩频信号；最后对该扩频信号进行解扩解调实现高精度测量。

参阅图2。在DS-FH信号发送端，跳频发射机发送端输出的DS-FH混合扩频信号为

式中，A为信号幅度；i表示跳频序号，a(t)为直扩序列信号a(t)＝d(t)c(t)，d(t)表示周期为T_b的数据信号，c(t)表示直扩伪码，w_i表示第i个频点的载波角速度，f_i表示i时刻的频率，表示载波相位，T_c为跳频时间间隔，NT_c为扩频码生成器的周期，m为脉冲时间序列号，g_Tc(t)为闸门函数，δ(t)为脉冲函数。表示为

δ(t)表示为

设直接扩频码速率选用R_c＝5.115Mbps，信息速率R_b＝2kbps，扩频增益为

设跳频带宽为B_FH＝200MHz，扩频信号带宽为B_DS＝10MHz，因此跳频增益为

参阅图3。干扰源所产生的转发式干扰是指干扰机将接收到的本***跳频信号加以放大并用噪声污染再发射出来，由于转发式干扰频率与有用信号相同，只是相位不同，因此对测控***具有很大的欺骗性。为了对抗转发式干扰，扩/跳频信号必须满足最小跳频速率的要求。跳频速率是指每秒钟频率跳变的次数，跳速越快，避开干扰的能力越强。设收、发设备间直接传输路径时延为T_d，跳频发射机到干扰机的路径传输时延为T_i，干扰机到跳频接收机的路径传输时延为T_t，那么跳频发射机经干扰机到跳频接收机的时延为T_r＝T_i+T_t，则阵列天线自适应波束形成***要求的最小跳频速率应大于(T_r-T_d)^-1。本***中跳频接收机处于运动状态，所以按照最恶劣情况计算最小跳频速率。设干扰机距收、发设备均为550km，***要求有效距离最远为800km，因此最小跳频速率为

参阅图4-图6。设计阵列天线的平面天线布阵形式，并根据天线布阵形式计算得出各个阵元接收到的信号空间相位差。

设计阵列布阵形式为12×12矩形格阵切角阵的相控阵天线，整个阵面在XOY平面，共有图5所示的12×12－4×6＝120个天线阵元，单元间距分别为半波长d＝dx＝dy＝7mm，设目标所在方向分别表示俯仰角和方位角(θ,ψ)，则相邻单元之间的“空间相位差”为：

沿X轴方向相位差

沿Y轴方向相位差

第(i,p)序列号天线单元与第(0，0)号天线单元(参考单元)之间的“空间相位差”为：

为使天线在扫描θ_m范围内不出现栅瓣，则天线单元间距应满足下式：

上述式中，i,p为序列号，d为天线单元间距，λ_min为最高工作频率对应的波长，θ_m为最大扫描角。上述式中表示的是在可见空间内栅瓣顶点不出现的条件，并未控制住远区栅瓣的其它部分，因此设计中应用一种修正公式，即天线单元间距

(3)阵列天线各阵元通道接收的射频信号经混频和A/D转换，再通过频率合成器实现射频DS-FH信号的解跳。

DS-FH混合扩频信号s(t)经过信道传输后，受到各种干扰信号的污染，假如不考虑传播损耗，则阵列天线阵元接收到的射频信号为

式中，τ为信道传输时延；n(t)为各种干扰信号，包括同一***内的其它多址信号；J(t)表示噪声。

各天线阵元接收的射频信号经过跳频载波捕获之后，频率合成器输出的参考本振信号为：

式中，A_LO表示本振信号的振幅；表示跳频接收机的参考本振信号频率；是对接收信号频率f_i的估值；f_IF是跳频接收机的中频频率；是对接收信号相位的的估值；是对接收信号时延τ的估值。

阵元接收的射频信号与频率合成器输出的参考本振信号混频解跳，不考虑干扰和噪声，其输出扩频信号为：

假设跳频接收机与跳频发射机跳频同步之后，即接收信号频率经过数字下变频滤波之后输出的中频信号为：

式中，h(t)表示中频滤波器。

(4)解跳之后的直扩信号经数字下变频后的基带信号，经自适应波束形成算法处理，实现干扰抑制。

经过数字下变频之后的中频信号，进入自适应波束形成模块进行处理。对于M(M＝120)元自适应天线平面阵，阵元间隔为d，信号的到达方向为(θ,ψ)，得到各阵元的采样输出向量为：

X(k)＝AS(k)+N(k) (17)

式中，X(t)为阵列数据向量，X(k)＝[x₁(k) x₂(k) … x_M(k)]^T，[]^T表示转置；N(k) 表示阵列噪声向量，N(k)＝[n₁(k) n₂(k) … n_M(k)]^T；S(k)为信号复包络向量， S(k)＝[s₀(k)s₁(k) … s_P(k)]^T，s_k(t)为第k个信源的复包络；A为阵列流形矩阵， A＝[a(θ₀,ψ₀) a(θ₁,ψ₁)… a(θ_P,ψ_P)],其中a(θ_j,ψ_j),j＝(1,2,…,P)为第j个信源的导向矢量。

中频信号的阵列采样输出向量的协方差矩阵定义为：

式中，R_S＝E[S(k)S^H(k)]为信号复包络协方差矩阵；I为M维单位阵；为阵元噪声功率。

中频信号的采样输出经过自适应波束形成模块，其输出合成信号y(k)由M个输出的时延加权之和组成，可得到：

若采用矢量来表示各阵元加权系数，即：

w＝[w₁ w₂ … w_M]^T (20)

那么，阵列的输出也可用矢量表示为：

y(k)＝w^HX(k) (21)

自适应波束形成算法是在一定的期望信号方向约束条件下，使得阵列输出功率最小，即干扰和噪声受到抑制而在阵列输出中的功率最小。针对权矢量w，引入约束条件w₁＝C,w₂＝w₃＝…＝w_M＝0，C为任意不为0的常数，一般取为1，即约束条件为 w^Ha(θ₀,ψ₀)＝1，w为权矢量，a(θ₀,ψ₀)为参考阵元的导向矢量，θ₀,ψ₀分别为参考阵元的俯仰角和方位角。那么自适应波束形成器的权矢量解可由下式求得：

利用拉格朗日函数可以计算得到阵列输出的最优解为：

式中，w_opt，为最优权矢量解；为阵列输入信号协方差矩阵的逆矩阵；a(θ₀,ψ₀)为参考阵元的导向矢量，θ₀,ψ₀分别为参考阵元的俯仰角和方位角；(·)^H为转置运算

设参考信号d₀(k)＝a^H(θ₀,ψ₀)X(k)，采样输入信号加权向量X₀(k)＝B₀X(k)，权矢量其中，E[·]表示取平均值，表示加权向量X₀(k)与参考向量的互相关向量，表示向量X₀(k)的协方差矩阵，R_X表示阵列输入信号的协方差矩阵，B₀为阻塞矩阵，其满足条件 B₀a(θ₀,ψ₀)＝0。然后，采用快拍数据来估计数据协方差矩阵和互相关向量

式中，n表示数据块的序列号，每个块含有K个快拍。

因此，第n个快拍时的自适应权矢量为：

记

因此，采用递推最小二乘算法(RLS)来解算权矢量，具体的算法流程如下：

初始化：

更新过程：υ(n)＝P(n-1)X₀(n)；

P(n)＝λ^-1P(n-1)-λ^-1κ(n)υ^H(n)

其中，遗忘因子λ满足0＜λ＜1；δ表示任一常数；表示自适应权矢量；I表示单位矩阵；υ(n)表示状态向量；κ(n)表示比例系数；α(n)表示残差向量；P(n)表示数据协方差矩阵的逆矩阵，也即是权矩阵。

所求得最佳权矢量之后，即可得到最小的输出功率，从而实现在干扰处形成零陷，达到干扰抑制能力。

Claims

1.一种扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，包括：跳频发射机、干扰机、接收射频信号的M个阵元天线和电连接在M个阵元天线与数字下变频器之间的混频器和A/D转换器，其特征在于：在直扩-跳频DS-FH信号发送端，跳频发射机采用DS-FH混合扩频测控体制输出的DS-FH混合扩频信号，通过阵列天线各阵元通道，经混频器和A/D转换器将接收到的射频信号混频后，A/D转换为数字信号，该数字信号通过频率合成器跳频载波捕获，混频输出参考本振信号，实现射频DS-FH信号的解跳，解跳之后的各路直扩信号经数字下变频器进行一级下变频，各路数字下变频后的中频直扩信号经自适应波束形成模块加权产生一路扩频信号；自适应波束形成模块先对该扩频信号进行解扩处理，再采取递推最小二乘算法RLS来解算权矢量，根据求出的权矢量得到最小的输出功率，形成在干扰处的零陷。

2.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：跳频发射机发送端输出的扩/跳频DS-FH混合扩频信号为

式中，A为信号幅度，i表示跳频序号，a(t)为直扩序列信号a(t)＝d(t)c(t)，d(t)表示周期为T_b的数据信号，c(t)表示直扩伪码，w_i表示第i个频点的载波角速度，f_i表示i时刻的频率，表示载波相位，T_c为跳频时间间隔，NT_c为扩频码生成器的周期，m为脉冲时间序列号，为闸门函数，δ(t)为脉冲函数。

3.如权利要求2所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：表示为

δ(t)表示为

4.如权利要求3所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：相控阵天线阵列布阵形式为12×12矩形格阵切角阵，整个阵面在XOY平面，共有12×12－4×6＝120个天线阵元，天线阵元单元间距分别为半波长d＝dx＝dy＝7mm。

5.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：跳频发射机经干扰机到跳频接收机的时延为T_r＝T_i+T_t，则扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***的最小跳频速率大于(T_r-T_d)^-1，其中，T_d为跳频接收机、跳频发射机间直接传输路径时延，T_i为跳频发射机到干扰机的路径传输时延，T_t，为干扰机到跳频接收机的路径传输时延。

6.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：谁经过跳频载波捕获之后，频率合成器输出的参考本振信号为：

7.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：中频信号的采样输出经过自适应波束形成模块，其输出信号y(k)由M个输出的时延加权之和组成，可得到：

<mrow> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>m</mi> <mi>H</mi> </msubsup> <msub> <mi>x</mi> <mi>m</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>19</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

若采用矢量来表示各阵元加权系数，即：

w＝[w₁ w₂ … w_M]^T (20)

那么，阵列的输出也可用矢量表示为：

y(k)＝w^HX(k) (21)。

8.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：天线单元间距满足下式：

<mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>&lambda;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msub> <mi>sin&theta;</mi> <mi>m</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>10</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

上述式中d为天线单元间距，λ_min是跳频最高工作频率对应的波长，θ_m是天线最大扫描角。

9.如权利要求1所述的扩/跳频信号体制阵列天线自适应波束形成***，其特征在于：首先设计DS-FH信号体制的扩频增益、跳频增益，并根据干扰抑制模式设置跳频速率；其次设计阵列天线的平面天线布阵形式，并根据天线布阵形式计算得出各个阵元接收到的信号空间相位差；然后再阵列天线各阵元通道接收的射频信号经混频和A/D转换，再通过频率合成器实现射频DS-FH信号的解跳；最后，解跳之后的直扩信号经数字下变频后的基带信号，经自适应波束形成算法处理，实现干扰抑制。