雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法方法，首先利用PASTd算法對極化敏感陣列的水平通道數(shù)據(jù)進行干擾信號子空間實時估計，同時采用MUSIC算法估計干擾信號的方位角，然后利用估計的干擾信號方位角估計干擾的空域極化模型，獲得干擾的空域極化模型后利用干擾角度實時估計過程中得到的干擾子空間進行空域正交投影濾波，最后利用極化空域模型進行斜投影極化濾波。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有方法不能在空域和極化域聯(lián)合實現(xiàn)運動干擾抑制的問題。簡單實用，在有運動干擾時，能準確估計干擾信號方向并及時利用空域極化特性模型實現(xiàn)空域和極化域聯(lián)合干擾抑制，可用于雷達、通信等領(lǐng)域中運動干擾的抑制。
【專利說明】雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及陣列穩(wěn)健波束形成，具體地說是一種雷達信號運動干擾的空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法?？蓱?yīng)用于雷達平臺與干擾存在相對運動情況下的干擾抑制。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達的自適應(yīng)波束形成技術(shù)是陣列信號處理的基礎(chǔ)和核心，然而在非平穩(wěn)環(huán)境下如干擾位置快速變化或者天線平臺運動時，自適應(yīng)權(quán)值的更新速度相對較慢，這就導(dǎo)致權(quán)值訓(xùn)練的數(shù)據(jù)與權(quán)值應(yīng)用的數(shù)據(jù)之間存在失配現(xiàn)象，干擾很可能移出干擾零陷位置從而不能被有效的對消，嚴重情況下，自適應(yīng)處理算法可能完全失效。因此，針對運動干擾的穩(wěn)健波束形成是自適應(yīng)波束形成技術(shù)的一個重要課題。
[0003]Gershman 在“Constrained Hung-Turner Adaptive beam-forming Algorithmwith Additional Robustness to Wideband and Moving Jammers，，(IEEE Trans.Antennasand Propagation, 1996年第3期361-367頁)一文中利用高階導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),將接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣與數(shù)據(jù)高階導(dǎo)數(shù)的協(xié)方差矩陣加和組成新的協(xié)方差矩陣，并利用這個新的協(xié)方差矩陣計算自適應(yīng)權(quán)矢量，利用該方法計算出的自適應(yīng)權(quán)矢量不僅垂直于干擾子空間，同時也垂直于干擾高階導(dǎo)數(shù)的子空間，因此形成的方向圖在干擾處具有較寬的零陷，但是導(dǎo)數(shù)約束導(dǎo)致運算量明顯加大，另外對零陷寬度的控制也不靈活。
[0004]Mailloux 在“Covariance Matrix Augmentation to Produce Adaptive ArrayPattern Rroughs” (Electronics Letters, 1995 年第 10 期 771-772 頁)一文中將單點干擾增加為一簇以單點干擾為中心且均勻分布在一定角度范圍內(nèi)的虛擬干擾，并以均勻線陣為例推導(dǎo)了加入虛擬干擾后協(xié)方差矩陣與實際的協(xié)方差矩陣之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)增加虛擬干擾后的協(xié)方差矩陣是實際協(xié)方差矩陣與一個錐化矩陣的Hadamard積。由此Mailloux提出在接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣上乘一個錐化矩陣進行零陷展寬，該方法僅包含一個Hadmard積，因此具有很低的計算復(fù)雜度。
[0005]上述方法均是在空域?qū)崿F(xiàn)了零陷展寬，極化敏感陣列可以同時獲取空域和極化域信息，因此不能直接將上述方法應(yīng)用于極化敏感陣列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中或計算復(fù)雜度很大或沒有利用陣列極化信息的不足，提出一種低計算量而且更具靈活性的針對極化敏感陣列的雷達信號空域-極化域穩(wěn)健濾波方法。該方法充分利用空域和極化域信息，以實現(xiàn)對運動干擾的有效抑制。
[0007]本發(fā)明目的的基本思路是:首先從干擾信號的極化狀態(tài)具有空間角度依賴的特性出發(fā)，提出一種空域極化特性模型估計方法，然后利用干擾角度實時估計過程中得到的干擾子空間進行空域正交投影濾波，最后利用極化空域模型進行實時斜投影極化濾波。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟:[0009]步驟1:雷達天線陣列接收數(shù)據(jù)X(t)，對于一由N個正交偶極子構(gòu)成的半波長等距天線線陣，假定有I個目標從汍爲)方向，同時有總數(shù)為P的干擾分別從
{叫肩)，(1%)，...，^^)}方向入射到該陣列上，在t時刻陣列接收信號，一次快拍下的接
收數(shù)據(jù)表示為:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法，其特征在于，包括有如下步驟: 步驟1:雷達天線陣列接收數(shù)據(jù)x(t)，對于一由N個正交偶極子構(gòu)成的半波長等距天線線陣，假定有I個目標從閥，吼)方向，同時有總數(shù)為P的干擾分別從
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法，其特征在于，步驟3中估計空域極化特性模型，P⑴=Ψ (t) _、1 (wTW (t) _1w),其中，輔助向量w= [1，0]τ，構(gòu)造矩陣
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法，其特征在于，步驟7中對信號進行空域濾波， 利用空域權(quán)矢量?P土必分別對水平通道和垂直通道信號進行空域濾波:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雷達信號運動干擾空域-極化域聯(lián)合穩(wěn)健濾波方法，其特征在于，步驟8中對信號進行極化域濾波， 利用極化域權(quán)矢量We = βΡ^-e,針對空域濾波后的輸出信號同時對水平通道和垂直通道進行極化濾波:

【文檔編號】G01S7/36GK103728601SQ201410020660
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】廖桂生, 楊志偉, 紀文靜, 田靜, 曾操, 張蕊 申請人:西安電子科技大學(xué)