[發明專利]基于多通道NLMS的外輻射源雷達海雜波干擾抑制方法

有效

• 申請號: 201310752143.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103728594A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 單濤;馬亞輝;陶然;馮遠;卓智海;楊學惠
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于多通道NLMS的外輻射源雷達海雜波干擾抑制方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟1，將直達波天線接收到的參考信號調頻到海雜波的多普勒頻率上，構成與海雜波多普勒頻率分量相對應的多個參考通道，得到一種多通道歸一化NLMS自適應對消濾波器，建立多通道NLMS濾波器的數學模型如下：

W(n)=[w1(n),w2(n),...,wK(n)]=w1(n),w1(n-1),...,w1(n-M+1)w2(n),w2(n-1),...w2(n-M+1)...wK(n),wK(n-1),...,wK(n-M+1)T---(3)]]>

U(n)=[u1(n),u2(n),...,uK(n)]=[u1(n)ej2πnf1/fs,u1(n)ej2πnf2/fs,...,u1(n)ej2πnfK/fs]---(4)]]>

e(n)=d(n)-Σi=1KwiH(n)ui(n)---(5)]]>

w^i(n+1)=w^i(n)+μ~iλ′+Σj=1K||uj(n)||2ui(n)e*(n),(i=1,2,...,K)---(6)]]>

式中T表示矩陣轉置，H表示共軛轉置，*表示復共軛，W(n)為多通道NLMS濾波器系數矩陣，K為通道個數，w_i(n)為n時刻多通道NLMS濾波器第i,i＝1,2,...,K,個通道的M×1維抽頭權向量；M為濾波器階數；U(n)為多通道NLMS濾波器輸入矩陣，f_s為采樣頻率,f_i且f₁＝0為調頻率,

ui(n)=u1(n)ej2πnfi/fs=[u1(n)ej2πnfi/fs,u1(n-1)ej2π(n-1)fi/fs,...,u1(n-M+1)ej2π(n-M+1)fi/fs]T]]>

為n時刻多通道NLMS濾波器第i個通道的抽頭輸入向量；u₁(n)為原始參考信號，d(n)為n時刻回波值，e(n)為n時刻多通道NLMS濾波器的輸出值也即對消結果，w_i(n+1)為多通道NLMS濾波器第i個通道系數更新方程，為n時刻K個參考通道輸入值的范數平方和，為多通道NLMS濾波器第i個通道的更新步長，λ'是防止除法溢出的取值；

步驟2，利用步驟1建立的多通道NLMS濾波器模型進行多通道NLMS對消；

步驟2.1，參數初始化

根據雜波的長度，確定對消濾波器階數M，然后分析確定海雜波多普勒頻譜展寬范圍包含的多普勒單元個數，設定展寬的單元個數作為參考通道個數K，并根據積累時間確定對應單元的海雜波主多普勒頻率f_i，然后將直達波天線接收到的參考信號進行調頻，構成K個參考通道，其中第一個通道為原始參考信號，其余參考通道信號為原始參考信號的調頻信號，U(n)＝[u₁(n)；u₂(n)；...;u_K(n)]＝0為K個參考通道初始輸入矩陣，W(n)＝[w₁(n);w₂(n);...;w_K(n)]＝0為K個通道自適應濾波器初始權系數矩陣；

步驟2.2，更新輸入矩陣U(n)

將n時刻K個參考通道新的輸入值其中u₁(n)為n時刻原始參考信號值，f_s為信號采樣頻率，f_i為多通道NLMS濾波器第i個通道的調頻率，加入到輸入向量u_i(n)中，構成新的輸入矩陣

U′(n)=[u1(n),u2(n),...,uK(n)]=[u1(n)ej2πnf1/fs,u1(n)ej2πnf2/fs,...,u1(n)ej2πnfK/fs]---(7)]]>

ui(n)=u1(n)ej2πnfi/fs=[u1(n)ej2πnfi/fs,u1(n-1)ej2π(n-1)fi/fs,...,u1(n-M+1)ej2π(n-M+1)fi/fs]T]]>

為n時刻多通道NLMS濾波器第i個通道的M×1維抽頭輸入向量；

步驟2.3，計算n時刻的多通道NLMS濾波器估計誤差，也即對消結果

e(n)=d(n)-Σi=1KwiH(n)ui(n)---(8)]]>

式中為n時刻多通道濾波器第i個通道權系數向量的共軛轉置，為n時刻K個通道估計值之和，d(n)為濾波器在n時刻的期望值即回波信號在n時刻的值，e(n)為估計誤差即對消結果；

步驟2.4，更新多通道NLMS濾波器的權系數矩陣W(n+1)

首先對每個通道的權向量進行更新，更新方程如下，

wi(n+1)=wi(n)+μ~iλ′+Σj=1K||uj(n)||2ui(n)e*(n),(i=1,2,...,K)---(9)]]>

進而得到多通道自適應濾波器權系數矩陣，

W(n+1)＝[w₁(n+1),w₂(n+1),...,w_K(n+1)]??（10）

式中u_i(n)為n時刻多通道NLMS濾波器第i個通道的輸入向量，是多通道NLMS濾波器第i個通道的更新步長，λ'為防止除法溢出的取值，w_i(n)為n時刻多通道NLMS濾波器第i個通道的權系數向量；為n時刻K個通道輸入值范數的平方和；w_i(n+1)為n+1時刻多通道NLMS濾波器第i個通道更新的權系數向量；得到每個通道的權向量后，便構成更新的權系數矩陣W(n+1)；

步驟2.5，迭代次數加1，循環執行步驟2.2～步驟2.4，當迭代次數等于需要濾波的數據長度時，循環結束；從而得到利用多通道NLMS方法對消后的數據。