[發(fā)明專利]機(jī)載雷達(dá)空時(shí)自適應(yīng)降維處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810456799.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN108896963B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史江義;許志鵬;胡雪云;馬佩軍;員維維;陳琦璇;白永晨;汪滔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S7/36
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種機(jī)載雷達(dá)空時(shí)自適應(yīng)降維處理方法，其特征在于，包括如下：

(1)對(duì)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)接收到的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x和待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s，使用多普勒三通道聯(lián)合自適應(yīng)處理3DT方法進(jìn)行預(yù)濾波處理，得到降維后的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x_r和降維后的待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s_r；

(2)對(duì)降維后的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x_r和降維后的待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s_r，使用迭代相關(guān)相減結(jié)構(gòu)多級(jí)維納濾波器求解最佳權(quán)矢量w_r：

(2a)對(duì)迭代相關(guān)相減結(jié)構(gòu)多級(jí)維納濾波器初始化：

(2a1)設(shè)定p為濾波器的總級(jí)數(shù)；i為濾波器前向遞推分解的級(jí)數(shù)索引，i＝1,2,...,p，i的初始值為1；i'為濾波器后向遞推綜合的級(jí)數(shù)索引，i'＝p,p-1,...,2，i'的初始值為p；將降維后的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x_r作為初始觀測信號(hào)y₀，即y₀＝x_r；將降維后的待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s_r進(jìn)行歸一化，并將其作為濾波器第1級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h₁，即h₁＝s_r/||s_r||，式中，||·||表示向量的2范數(shù)；

(2a2)根據(jù)濾波器第1級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h₁和初始觀測信號(hào)y₀，得到濾波器第1級(jí)的期望信號(hào)：d₁＝h₁^Hy₀，(·)^H表示轉(zhuǎn)置共軛矩陣；

(2b)根據(jù)濾波器第i-1級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h_i-1和觀測信號(hào)y_i-1，通過歸一化處理，得到第i級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h_i：

式中，E[·]表示求數(shù)學(xué)期望，d_i-1為濾波器第i-1級(jí)的期望信號(hào)；

(2c)將濾波器第i-1級(jí)的觀測信號(hào)y_i-1投影到濾波器第i級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h_i的方向及與h_i正交的方向上，得到濾波器第i級(jí)的期望信號(hào)：d_i＝h_i^Hy_i-1d_i和濾波器第i級(jí)的觀測信號(hào)：y_i＝y(tǒng)_i-1-h_id_i；

(2d)令i自加1，重復(fù)步驟(2b)和(2c)，直至i＝p，得到濾波器第p級(jí)的期望信號(hào)d_p和濾波器第p級(jí)的觀測信號(hào)y_p；將濾波器第p級(jí)的期望信號(hào)d_p作為濾波器第p級(jí)的輸出誤差信號(hào)：ε_p＝d_p；

(2e)利用濾波器第i'-1級(jí)的期望信號(hào)d_i'-1和濾波器第i'級(jí)的輸出誤差信號(hào)ε_i'，計(jì)算濾波器第i'級(jí)的標(biāo)量權(quán)值w_i'和第i'-1級(jí)的輸出誤差信號(hào)ε_i'-1：

w_i'＝E[d_i'-1ε_i'^*]/E[|ε_i'|²]，ε_i'-1＝d_i'-1-w_i'^*ε_i'，

其中|·|表示復(fù)數(shù)的模，(·)^*表示求共軛；

(2f)令i'自減1，重復(fù)步驟(2e)直至i'＝1，得到濾波器第1級(jí)的標(biāo)量權(quán)值w₁和濾波器第1級(jí)的輸出誤差信號(hào)ε₁；

(2g)利用濾波器各級(jí)的標(biāo)量權(quán)值w₁,w₂,...,w_p-1，得到濾波器后向綜合的權(quán)矢量w_r'：

其中，Π表示累乘；

(2h)利用濾波器各級(jí)的歸一化互相關(guān)矢量h₁,h₁,...,h_p和濾波器后向綜合的權(quán)矢量w_r'，得到最佳權(quán)矢量：w_r＝[h₁ h₂ … h_p]^Tw_r'，其中(·)^T表示轉(zhuǎn)置；

(3)利用最佳權(quán)矢量w_r作為濾波系數(shù)，對(duì)降維后的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x_r進(jìn)行加權(quán)濾波處理，得到目標(biāo)信息數(shù)據(jù)：z_r＝w_r^Hx_r。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中對(duì)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)接收到的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x和待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s，使用多普勒三通道聯(lián)合自適應(yīng)處理3DT方法進(jìn)行預(yù)濾波處理，按如下步驟進(jìn)行：

(2a)獲取機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)接收到的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)x和待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s，其中x為NM×6N維矩陣，s為NM×1維矩陣，N為機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)等間距分布的陣列單元數(shù)目，M為一個(gè)相干脈沖間隔內(nèi)發(fā)射的脈沖數(shù)目；

(2b)選取待檢測單元所在的多普勒通道l及其兩側(cè)相鄰的多普勒通道l+1，l-1，構(gòu)造3DT降維變換矩陣T_r：

其中，T_t表示多普勒三通道聯(lián)合自適應(yīng)處理3DT方法進(jìn)行時(shí)域降維使用的MN×3N維變換矩陣，T_s表示多普勒三通道聯(lián)合自適應(yīng)處理3DT方法進(jìn)行空域降維使用的N×N維變換矩陣，即N×N維單位矩陣I_N；f_d,l-1、f_d,l、f_d,l+1分別是第l-1個(gè)、第l個(gè)、第l+1個(gè)多普勒通道的歸一化多普勒頻率；j是虛部單位；表示克羅內(nèi)克積算子；e表示自然常數(shù)；

(2c)利用3DT降維變換矩陣T_r，對(duì)多普勒通道l及其兩側(cè)相鄰的兩個(gè)多普勒通道l+1，l-1進(jìn)行快速傅里葉變換，將x由陣元-脈沖域轉(zhuǎn)換到陣元-多普勒域，得到降維后的空時(shí)快拍數(shù)據(jù)：x_r＝T_r^Hx；

(2d)利用3DT降維變換矩陣T_r，對(duì)待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量s進(jìn)行快速傅里葉變換，得到降維后的待檢測單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量：s_r＝T_r^Hs。