[發明專利]一種高自由度去耦合的空時自適應信號處理方法

有效

• 申請號: 202010574966.1
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111610498B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉明鑫;王強;王思源;馮成龍;唐斌
• 申請（專利權）人: 成都航空職業技術學院
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G06F17/16
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 劉方正

1.一種高自由度去耦合的空時自適應信號處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在參考工作頻率下，利用雷達系統的互質結構獲取低互耦的原始雜波協方差矩陣；

S2、根據所述原始雜波協方差矩陣，通過添加額外工作頻率填充參考工作頻率下差分合成結構中的空洞，增加差分合成結構中虛擬陣元和虛擬脈沖的個數；

S3、根據增加的虛擬陣元和虛擬脈沖的個數，利用矩陣增秩的方法填充原始雜波協方差矩陣得到虛擬雜波協方差矩陣；

S4、根據所述虛擬雜波協方差矩陣計算得到虛擬濾波器權矢量，完成對高自由度去耦合的空時自適應信號的處理；

所述步驟S3中虛擬雜波協方差矩陣的表達式如下：

D＝(2N₁N₂+4N₁-1)(2M₁M₂+4M₁-1)

其中，R_c(w₀)表示參考頻率下的虛擬雜波協方差矩陣，R_D-1,D-1(w₀)表示虛擬雜波協方差矩陣第D-1行第D-1列的元素，D表示矩陣維度，M₁和M₂分別表示互質脈沖串中第1個和第2個子脈沖串的脈沖個數，N₁和N₂分別表示互質陣列中第1個和第2個子陣列的陣元個數；

所述步驟S1中原始雜波協方差矩陣的表達式如下：

f_c,i(w)＝(2vTcos(θ_i))/λ

其中，R_c(w)表示原始雜波協方差矩陣，V(w)表示雜波空時導向矩陣，P(w)表示雜波功率矩陣，V^H(w)表示V(w)的共軛轉置，R_NM-1,NM-1(w)表示雜波協方差矩陣中第NM-1行第NM-1列的元素，表示雜波協方差矩陣中第l₁M+r₁-1行第l₂M+r₂-1列的元素，且l₁,l₂＝0,…,N-1，r₁,r₂＝1,…,M，N_c表示方位域內獨立雜波塊的數目，p_k表示第K塊雜波功率，j表示虛數，k表示波數，和分別表示第和個陣列位置，d表示間距，θ_i表示第i個雜波塊的角度，和分別表示第和個脈沖位置，T表示最小脈沖重復間隔，v表示雷達平臺速度，表示第N_c個雜波塊的空時導向矢量，表示第N_c塊雜波功率，p_i表示第i個雜波塊的功率，E(·)表示求期望運算，|a_c,k|²表示第K塊雜波塊幅度均方，s_NM-1,i(w)表示第i個雜波塊的空時導向矢量中第NM-1個元素，n_l表示第n_l個陣列位置，和f_c,i(w)分別表示第i個雜波塊的空間和時間歸一化頻率，λ表示雷達波長。

2.根據權利要求1所述的高自由度去耦合的空時自適應信號處理方法，其特征在于，所述步驟S2中虛擬陣元的額外工作頻率的表達式如下：

其中，w_h表示虛擬陣元的額外工作頻率，N₁和N₂分別表示互質陣列中第1個和第2個子陣列的陣元個數，w₀表示參考工作頻率。

3.根據權利要求1所述的高自由度去耦合的空時自適應信號處理方法，其特征在于，所述步驟S2中虛擬脈沖的額外工作頻率的表達式如下：

其中，w_h2表示脈沖的額外工作頻率，M₁和M₂分別表示互質脈沖串中第1個和第2個子脈沖串的脈沖個數，w₀表示參考工作頻率。

4.根據權利要求1所述的高自由度去耦合的空時自適應信號處理方法，其特征在于，所述步驟S4中虛擬濾波器權矢量的表達式如下：

R_u(w₀)＝R_c(w₀)+σ_n²I(w₀)

其中，w表示虛擬濾波器權矢量，v_t表示目標空時導向矢量，v_t^H表示v_t的共軛轉置，R_u(w₀)表示雜波加噪聲協方差矩陣，σ_n²表示噪聲功率，R_c(w₀)表示參考頻率下的虛擬雜波協方差矩陣，I(w₀)表示單位陣。