[發(fā)明專利]一種基于特征矩陣聯(lián)合對(duì)角化的多目標(biāo)主瓣抗干擾方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810986549.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109270499A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔國(guó)龍;葛萌萌;時(shí)巧;楊婧;余顯祥;孔令講;楊曉波;易偉;張?zhí)熨t
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/36
• 分類號(hào): G01S7/36
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種基于特征矩陣聯(lián)合對(duì)角化的多目標(biāo)主瓣抗干擾方法，它包括以下步驟：

步驟1：設(shè)相控陣陣列雷達(dá)的收發(fā)共置在笛卡爾坐標(biāo)系中的x₀,y₀位置處，收發(fā)陣列由M個(gè)陣元組成，設(shè)探測(cè)區(qū)域中有Q個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，分別位于遠(yuǎn)場(chǎng)位置x_T1,y_T1,…,x_TQ,y_TQ處，雷達(dá)發(fā)射信號(hào)為s_T t，則第m個(gè)陣元t時(shí)刻接收到的目標(biāo)回波信號(hào)表達(dá)式為：

其中，α_Tq為第q個(gè)目標(biāo)回波的復(fù)幅度，受目標(biāo)RCS、傳播路徑等其他包含于雷達(dá)方程中的因素影響，其中q＝1,2,…,Q；θ_Tq為第q個(gè)目標(biāo)所在方位角度，為第q個(gè)目標(biāo)的傳播時(shí)延，c＝3×10⁸m/s為電磁波傳播速度，d為陣元間距，λ為工作波長(zhǎng)，K表示采樣總數(shù)，

假設(shè)空間探測(cè)區(qū)域內(nèi)有P個(gè)干擾機(jī)，分別位于x_J1,y_J1,…,x_JP,y_JP位置處，且各干擾機(jī)分別位于雷達(dá)波束主瓣范圍內(nèi)，通過(guò)發(fā)射大功率壓制性干擾信號(hào)或靈巧干擾阻止雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，設(shè)各干擾機(jī)同時(shí)發(fā)射一種干擾信號(hào)，則第m個(gè)陣元t時(shí)刻接收的干擾回波信號(hào)表達(dá)式為：

其中，α_Jp,p＝1,2,…,P為干擾信號(hào)幅度，θ_Jp為第p個(gè)干擾所在方位；

為第p個(gè)干擾信號(hào)的傳播時(shí)延；

|θ_Jp-θ_Tq|≤θ_main,p＝1,…,P,q＝1,…,Q，θ_main≈50.8λ/Md為3dB主瓣寬度；

因此，第m個(gè)陣元t時(shí)刻接收信號(hào)為：

y_m t＝T_m t+J_mt+n_m t (3)

其中，n_m(t)表示第m個(gè)陣元t時(shí)刻接收的噪聲信號(hào)；

則天線陣列接收信號(hào)為：

其中，表示轉(zhuǎn)置操作符，T表示采樣總數(shù)；

步驟2：采用特征矩陣聯(lián)合對(duì)角化的盲源分離算法分離目標(biāo)信號(hào)與干擾信號(hào)：

步驟2-1：對(duì)接收信號(hào)Y(t)進(jìn)行預(yù)白化，得到白化信號(hào)Z(t)，即：

Z(t)＝WY(t) (5)

其中，W為白化矩陣；

步驟2-2：求白化信號(hào)Z(t)的四階累積量矩陣Q_z：

其中E[·]表示求均值操作，z_i(t)表示白化信號(hào)Z(t)的第i行，i,j,k,l分別屬于1～2；對(duì)Q_z進(jìn)行特征值分解，得到前兩個(gè)最大特征值λ₁,λ₂和其對(duì)應(yīng)的特征向量v₁,v₂，其中v_i,i＝1,2為2²×1維列矢量，因此得到需要近似聯(lián)合對(duì)角化的目標(biāo)矩陣{M₁,M₂}；其中Vec(M_i)＝λ_iv_i,i＝1,2，Vec(·)表示向量化算符，即將一個(gè)矩陣的列向量按照在矩陣的排列次序排成列向量；

步驟2-3：利用酉矩陣V對(duì){M₁,M₂}進(jìn)行近似聯(lián)合對(duì)角化；

步驟2-4：得到分離信號(hào)與陣列流型估計(jì)：

x(t)＝V^HZ(t) (7)

其中，x(t)為分離信號(hào)，包含目標(biāo)回波分量與干擾信號(hào)分量

步驟3：假設(shè)步驟2估計(jì)出來(lái)的目標(biāo)回波分量由于已知雷達(dá)發(fā)射信號(hào)為s_T t，其匹配濾波器為根據(jù)脈沖壓縮匹配濾波原理，匹配濾波可以得到

其中，conv(·)為卷積運(yùn)算操作，·^*為共軛運(yùn)算操作；

對(duì)r(t)進(jìn)行閾值檢測(cè)，當(dāng)r(t)≥η所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t為目標(biāo)回波的時(shí)延，其中η為人為設(shè)置的閾值。