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本发明公开了一种基于协方差矩阵重构的小样本自适应波束形成方法，属于自适应波束形成技术领域。本发明包括：将阵列接受到的样本协方差矩阵与预设期望导向矢量进行降维，降维矩阵使用标准高斯随机矩阵构造；将降维后的协方差矩阵和导向矢量用于空间功率谱估计，对不同的高斯随机矩阵降维得到的空间功率谱求取蒙特卡洛期望，得到估计的降维空间功率谱；之后将估计到的新空间功率谱分别在噪声扇区和干扰扇区上进行谱积分，分别得到噪声协方差矩阵和干扰协方差矩阵，相加得到干扰加噪声协方差矩阵，再基于该矩阵获取期望导向矢量；最后计算出自适应波束形成权矢量。本发明具有在小样本情况下，波束形成输出的信干噪比更高，期望信号不失真等优点。