[发明专利]一种用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法

权利要求书

1.一种用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1)获取拖曳线列阵中各个阵元的接收信号，并建立阵列接收信号模型；

步骤2)利用步骤1)中建立的阵列接收信号模型进行常规波束形成，从该波束形成的结果中选取最大波束输出方位作为干扰来向；

步骤3)从步骤2)得到的干扰来向中选取与待估计阵元相邻的阵元的接收信号，构造干扰重建矩阵W_I，

其中，Γ＝exp(-j2πfdcosθ/c)，j表示虚数单位，d表示阵元间距，c表示水声声速，f表示接收信号频率，θ表示搜索的方位角，N表示选取的相邻阵元的个数，M表示拖曳线列阵的阵元个数，且N≤M；

步骤4)利用步骤3)中建立的干扰重建矩阵W_I估计干扰信号矩阵，该干扰信号矩阵I_est＝W_IX，X表示阵列接收信号；

步骤5)利用步骤4)中估计的干扰信号矩阵I_est进行归一化处理，并根据归一化后的干扰信号矩阵对阵列接收信号模型进行干扰抵消，得到干扰抵消后的阵列接收信号矩阵；

步骤6)对步骤5)中获得的阵列接收信号矩阵进行波束形成，得到目标信号的空间谱。

2.根据权利要求1所述的用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法，其特征在于，所述步骤1)中的阵列接收信号模型表示为：

X(t)＝{x₁(t),x₂(t),...,x_M(t)}^T

其中，x₁(t)表示1个阵元在时刻t的接收信号，x₂(t)表示2个阵元在时刻t的接收信号，x_M(t)表示M个阵元在时刻t的接收信号，M表示拖曳线列阵的阵元个数，T表示矩阵转置。

3.根据权利要求1所述的用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法，其特征在于，所述步骤2)中的常规波束形成的输出表示为：

P(f,θ)=1MΣm=0M-1Xm(f)exp(j2πfmd cosθ/c)]]>

其中，j表示虚数单位，M表示拖曳线列阵的阵元个数，d表示阵元间距，c表示水声声速，f表示接收信号频率，θ表示搜索的方位角，X_m(f)表示第m个阵元频域形式的接收信号。

4.根据权利要求1所述的用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法，其特征在于，所述步骤5)中根据归一化后的干扰信号矩阵对阵列接收信号模型进行干扰抵消的方法表示为：

X_pro＝X-I′_est

其中，X_pro表示干扰抵消后的阵列接收信号矩阵，X表示阵列接收信号，I′_est表示归一化后的干扰信号矩阵。

5.根据权利要求1所述的用于拖曳线列阵的逆波束形成干扰抵消方法，其特征在于，所述步骤6)中阵列接收信号矩阵进行波束形成的公式表示为：

P′(w,θ)＝P′_s(w,θ)+P′_I(w,θ)+P′_n(w,θ)

其中，P'_s(w,θ)表示波束形成的信号项，P'_I(w,θ)表示波束形成的干扰项，P'_n(w,θ)表示波束形成的噪声项，上式中的P'_s(w,θ)、P'_I(w,θ)和P'_n(w,θ)分别表示为：

P′s(w,θ)=s(w)MΣi=1M[(λ1λ)i-1-(λ2/λ)i-1min(i,N)Σk=max(1,i-N+1)ie-j(i-1)w(τ1-τ2)],]]>

PI′(w,θ)=I(w)MΣi=1M[(λ2λ)i-1(e-j(i-1)wΔi-1min(i,N)Σk=max(1,i-N+1)ie-j(k-1)wΔk)],]]>

P′n(w,θ)=1MΣi=1M[λ1-ini(w)-(λ2/λ)i-1min(i,N)Σk=max(1,i-N+1)ini(w)ej(i-1)wτ2];]]>

其中，s(w)是目标信号的频域形式，I(w)是干扰信号的频域形式，n_i(w)表示第i个阵元接收到的背景噪声，j表示虚数单位，θ表示搜索的方位角，N表示选取的相邻阵元的个数，M表示拖曳线列阵的阵元个数，且N≤M；γ表示目标信号的方向、Ф表示干扰信号的方向，d表示阵元间距，c表示水声声速；w表示角频率，e是自然对数底，λ＝e^-jwτ′，τ'＝dcosθ/c，△i表示第i个阵元的随机干扰。