[發明專利]一種基于奇異值分解的空域海雜波抑制方法

在審

• 申請號: 202211207886.8
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115436904A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 吳雄斌;高玉斌;王龍崗;岳顯昌
• 申請（專利權）人: 武漢大學;湖北江輝海工裝備有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

1.一種基于奇異值分解的空域海雜波抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.對雷達接收機的每個天線單元接收的數據進行兩次快速傅里葉變換得到RD譜，并選擇感興趣譜點作為待處理單元；

步驟2.選擇待處理單元前后相鄰的RD譜點作為參考距離單元，對參考距離單元的數據進行短時傅里葉變換，并計算參考距離單元陣列向量x_f的協方差矩陣c；

步驟3.對參考距離單元的陣列向量x_f的協方差矩陣c進行奇異值分解，并根據奇異值的大小，將空間化分為海雜波子空間U₁和目標與噪聲子空間U₂；

步驟4.將待處理單元陣列向量x向海雜波子空間U₁進行投影，并從陣列向量x中減去其在海雜波子空間U₁的投影分量x′，從而達到抑制海雜波的目的。

2.根據權利要求1所述的基于奇異值分解的空域海雜波抑制方法，其特征在于，步驟2中，對于RD譜中的一個譜點，其對應的時域信號為單頻信號，而該信號來自多個信源，陣列接收該信號的輸出數據矢量記為x，對其取協方差，得

C＝xx^H＝Ass^HA^H+σ²I_N

s表示信號矢量，σ²表示噪聲的方差，式中C表示協方差矩陣，由于各信號源方位不同，陣列流型A是滿秩矩陣，C也是滿秩矩陣；上標H表示共軛轉置，I_N表示N維的單位矩陣。

3.根據權利要求1所述的基于奇異值分解的空域海雜波抑制方法，其特征在于，步驟3中還包括：對陣列接收信號的協方差矩陣進行奇異值分解，如下式

[U,S,V]＝svd(C)

式中U代表左奇異矩陣；S代表由奇異值構成的對角陣；V代表右奇異矩陣；svd表示進行奇異值分解運算；

由于海雜波的強度遠大于噪聲強度，因此根據奇異值的大小，進行子空間劃分，大的奇異值對應的矢量構成的子空間為海雜波子空間U₁，小奇異值對應的矢量構成的子空間為目標與噪聲子空間U₂。

4.基于奇異值分解的空域海雜波抑制方法，其特征在于，步驟4中，海雜波子空間U₁的投影矩陣為U₁U′₁，目標與噪聲子空間U₂的投影矩陣為I-U₁U′₁，將接收的回波信號向海雜波子空間U₁進行投影，得到投影向量為：

x′＝U₁U′₁x

進而得到在與海雜波子空間U₁正交的目標與噪聲子空間U₂內投影向量為：

y＝x-x′

由于目標與噪聲子空間U₂與海雜波子空間U₁之間近似正交，即海雜波子空間U₁在目標與噪聲子空間U₂的投影分量非常小，根據矢量運算法則，經過空間投影后，海雜波得到了抑制。