[发明专利]一种高自由度去耦合的空时自适应信号处理方法

权利要求书

1.一种高自由度去耦合的空时自适应信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在参考工作频率下，利用雷达系统的互质结构获取低互耦的原始杂波协方差矩阵；

S2、根据所述原始杂波协方差矩阵，通过添加额外工作频率填充参考工作频率下差分合成结构中的空洞，增加差分合成结构中虚拟阵元和虚拟脉冲的个数；

S3、根据增加的虚拟阵元和虚拟脉冲的个数，利用矩阵增秩的方法填充原始杂波协方差矩阵得到虚拟杂波协方差矩阵；

S4、根据所述虚拟杂波协方差矩阵计算得到虚拟滤波器权矢量，完成对高自由度去耦合的空时自适应信号的处理；

所述步骤S3中虚拟杂波协方差矩阵的表达式如下：

D＝(2N₁N₂+4N₁-1)(2M₁M₂+4M₁-1)

其中，R_c(w₀)表示参考频率下的虚拟杂波协方差矩阵，R_D-1,D-1(w₀)表示虚拟杂波协方差矩阵第D-1行第D-1列的元素，D表示矩阵维度，M₁和M₂分别表示互质脉冲串中第1个和第2个子脉冲串的脉冲个数，N₁和N₂分别表示互质阵列中第1个和第2个子阵列的阵元个数；

所述步骤S1中原始杂波协方差矩阵的表达式如下：

f_c,i(w)＝(2vTcos(θ_i))/λ

其中，R_c(w)表示原始杂波协方差矩阵，V(w)表示杂波空时导向矩阵，P(w)表示杂波功率矩阵，V^H(w)表示V(w)的共轭转置，R_NM-1,NM-1(w)表示杂波协方差矩阵中第NM-1行第NM-1列的元素，表示杂波协方差矩阵中第l₁M+r₁-1行第l₂M+r₂-1列的元素，且l₁,l₂＝0,…,N-1，r₁,r₂＝1,…,M，N_c表示方位域内独立杂波块的数目，p_k表示第K块杂波功率，j表示虚数，k表示波数，和分别表示第和个阵列位置，d表示间距，θ_i表示第i个杂波块的角度，和分别表示第和个脉冲位置，T表示最小脉冲重复间隔，v表示雷达平台速度，表示第N_c个杂波块的空时导向矢量，表示第N_c块杂波功率，p_i表示第i个杂波块的功率，E(·)表示求期望运算，|a_c,k|²表示第K块杂波块幅度均方，s_NM-1,i(w)表示第i个杂波块的空时导向矢量中第NM-1个元素，n_l表示第n_l个阵列位置，和f_c,i(w)分别表示第i个杂波块的空间和时间归一化频率，λ表示雷达波长。

2.根据权利要求1所述的高自由度去耦合的空时自适应信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2中虚拟阵元的额外工作频率的表达式如下：

其中，w_h表示虚拟阵元的额外工作频率，N₁和N₂分别表示互质阵列中第1个和第2个子阵列的阵元个数，w₀表示参考工作频率。

3.根据权利要求1所述的高自由度去耦合的空时自适应信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2中虚拟脉冲的额外工作频率的表达式如下：

其中，w_h2表示脉冲的额外工作频率，M₁和M₂分别表示互质脉冲串中第1个和第2个子脉冲串的脉冲个数，w₀表示参考工作频率。

4.根据权利要求1所述的高自由度去耦合的空时自适应信号处理方法，其特征在于，所述步骤S4中虚拟滤波器权矢量的表达式如下：

R_u(w₀)＝R_c(w₀)+σ_n²I(w₀)

其中，w表示虚拟滤波器权矢量，v_t表示目标空时导向矢量，v_t^H表示v_t的共轭转置，R_u(w₀)表示杂波加噪声协方差矩阵，σ_n²表示噪声功率，R_c(w₀)表示参考频率下的虚拟杂波协方差矩阵，I(w₀)表示单位阵。