[發明專利]一種運動干擾穩健濾波方法

有效

• 申請號: 201811241982.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109239681B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 朱江;段崇棣;李渝;王偉偉;范一飛;楊曉超
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種運動干擾穩健濾波方法，步驟如下：步驟1：獲取接收數據的協方差矩陣R；步驟2：根據協方差矩陣獲得新的零陷展寬協方差矩陣；步驟3：對步驟2中零陷展寬協方差矩陣引入對角加載技術，得到新的協方差矩陣；步驟4：根據步驟3得到的新的協方差矩陣，求得自適應權值，進而得到能夠在干擾位置處形成零陷的自適應方向圖。本發明對零陷展寬系數選取依賴性較低，且對角加載量不需要設置固定的經驗值，有利于穩健運動干擾濾波，適用于實際工程中先驗信息不足條件下的自適應陣列抗運動干擾情況。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，更進一步涉及運動干擾條件下自適應波束形成信號處理技術，可用于先驗信息不足條件下的運動干擾穩健濾波。

背景技術

傳統的自適應信號處理技術利用協方差求逆得到自適應權值，在干擾處形成凹口。這種方法適用于天線陣列與干擾相對靜止的條件下，然而實際環境中往往存在干擾源快速變化的情況，這使得協方差矩陣估計快拍數難以滿足，干擾不能被方向圖凹口完全抑制，導致系統濾波性能降低。因此陣列運動干擾穩健濾波問題亟需解決。

目前，針對運動干擾抑制問題，已有多種自適應抗干擾方法被提出。實時RLS估計方法通過不斷更新自適應權值達到抗運動干擾的目的，但是考慮到干擾運動是隨機的，且很難進行實時預測，因此這種方法形成的陣列凹口無法精確對準干擾源。導數約束法將方向圖在凹口處高階導數置零，從而使干擾處零陷展寬。Mailloux-Zatman算法(M-Z算法)將接收協方差矩陣與零陷展寬矩陣相乘，從而得到凹口展寬的方向圖，相比導數約束法，計算量有所減小。為了進一步提高自適應波束形成算法的穩健性，有些學者將M-Z方法與對角加載方法結合，減小了噪聲和誤差對算法性能的影響。制約上述運動干擾濾波性能最關鍵的因素是凹口展寬大小的確定，過大的凹口會引起周圍目標信號能量損失，太小的凹口無法完成運動干擾信號抑制。

目前國內外對于抗運動干擾中凹口展寬量的研究未見公開，因此亟需一種能不依賴凹口展寬大小的穩健運動干擾抑制方法，這也是陣列抗干擾工程化需考慮的重要問題之一。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供公開一種運動干擾穩健濾波方法，解決在實際工程中先驗信息不足條件下的自適應陣列抗運動干擾問題

本發明的技術方案是：一種運動干擾穩健濾波方法，步驟如下：

步驟1：獲取接收數據的協方差矩陣R；

步驟2：根據協方差矩陣獲得新的零陷展寬協方差矩陣R₁：

步驟3：對步驟2中零陷展寬協方差矩陣引入對角加載技術，得到新的協方差矩陣R₂；

步驟4：根據步驟3得到的新的協方差矩陣，求得自適應權值進而得到能夠在干擾位置處形成零陷的自適應方向圖。其中θ₀表示感興趣的目標方向，d代表天線間距，

所述步驟1中獲取接收數據的協方差矩陣R的具體表達形式為：

其中K是快拍數；X(i)是目標所在距離的第i個脈沖的多通道數據，X(i)^H表示對X(i)進行共軛轉置處理。

所述步驟2中新的零陷展寬協方差矩陣R₁的具體表達形式為：

R₁＝CR+CBRB^H；

矩陣C中元素定義如下：

C_k,l＝sinc((k-l)Δ/π)；

其中1≤k,l≤N，N為天線陣元數，Δ為展寬系數；B＝diag(0,1,…N-1)，對B其歸一化后得

步驟3所述的對角加載技術，對角加載量大小選取方法如下：