[發明專利]基于多徑信息的自適應相干波束形成方法有效

申請號：	201910058409.1	申請日：	2019-01-22
公開（公告）號：	CN109633563B	公開（公告）日：	2023-03-10
發明（設計）人：	張娟;王凱吉;郭玉梅;張林讓	申請（專利權）人：	西安電子科技大學
主分類號：	G01S7/02	分類號：	G01S7/02
代理公司：	陜西電子工業專利中心 61205	代理人：	王品華;張問芬
地址：	710071 陜***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于信息自適應相干波束形成方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于多徑信息的自適應相干波束形成方法，主要解決現有技術在低空多徑環境中多徑相干信號無法有效接收的問題。其實現方案是：1.在窄帶多徑環境下，雷達產生發射信號，得到陣列雷達回波數據；2.根據回波數據，計算陣列協方差矩陣；3.對陣列協方差矩陣進行特征分解，得到信號子空間和噪聲子空間，4.根據信號子空間與噪聲子空間的正交性，估計多徑反射系數；5.對多徑反射系數進行補償，求得最優加權向量；6.根據最優加權向量，得到自適應波束形成；本發明方法通過補償反射系數求得最優加權向量進行自適應波束形成，有效利用了多徑相干信息，提高了回波信號的信噪比，可用于對多徑環境中多徑相干信號的有效接收。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，特別涉及一種自適應波束形成方法，可用于對多徑環境中多徑相干信號有效接收。

背景技術

雷達在進行低空探測時，回波信號中不僅包含直達波信號，還包括多徑波信號。在多徑效應的影響下，直達波和多徑波互為相干源信號，多徑相干干擾會對消期望信號，導致信噪比急劇下降，傳統波束形成算法性能將快速下降甚至失效，多徑效應嚴重影響著低仰角目標的探測性能。為解決此問題，多徑干擾波束形成算法得到廣泛地研究，目前，根據對多徑干擾的處理方式不同，可分為多徑干擾抑制波束形成算法和多徑信號接收波束形成算法。其中：

多徑干擾抑制波束形成算法，主要是通過解相干處理或線性約束實現期望信號的有效接收。典型的解相干處理算法是空問平滑算法，該算法可以有效地實現解相干處理，但是犧牲了陣列的有效孔徑，且穩健性較差。

多徑信號接收波束形成算法，是對多徑信號聯合接收，目的是為充分利用多徑信號信息。通過在期望信號和多徑干擾來向附近施加最差性能約束實現多徑信號的聯合接收，且具有較好的穩健性，但該算法需估計多徑干擾來向，且存在當輸入信噪比增加時性能下降、輸出信噪比低的問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有方法的不足，提出一種基于多徑信息的自適應相干波束形成的方法，以有效利用多徑信息進行自適應相干波束形成，提高回波信號的信噪比。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下：

(1)在窄帶多徑環境下，雷達產生發射信號S，得到陣列雷達回波數據X；

(2)根據回波數據X，計算陣列協方差矩陣R_x；

(3)根據陣列協方差矩陣R_x，估計多徑反射系數

(4)對多徑反射系數進行補償，求得最優加權向量W_opt：

4a)對回波數據X在各陣元上的分量進行加權求和，求得陣列輸出y：

y＝W^HX

＝W^H[a(θ₁)+ρa(θ₂)]S+W^HP