[发明专利]一种基于特征矩阵联合对角化的多目标主瓣抗干扰方法

摘要

本发明公开了一种基于特征矩阵联合对角化的多目标主瓣抗干扰方法，属于雷达抗干扰技术领域，特别涉及多目标盲源分离抗主瓣干扰方法。该方法首先在多目标受主瓣干扰的情况下建模；然后利用JADE将干扰分量与目标回波分量分离开来；最后根据匹配滤波原则，将盲源分离得到的目标回波分量经过匹配滤波器，最终抑制干扰进而实现目标探测。仿真表明了这一方法的有效性，并且该算法不需要干扰信号的先验信息，且可抑制多种类型的干扰，具有普遍适用性。

主权项

1.一种基于特征矩阵联合对角化的多目标主瓣抗干扰方法，它包括以下步骤：步骤1：设相控阵阵列雷达的收发共置在笛卡尔坐标系中的x0,y0位置处，收发阵列由M个阵元组成，设探测区域中有Q个点目标，分别位于远场位置xT1,yT1,…,xTQ,yTQ处，雷达发射信号为sT t，则第m个阵元t时刻接收到的目标回波信号表达式为：其中，α_Tq为第q个目标回波的复幅度，受目标RCS、传播路径等其他包含于雷达方程中的因素影响，其中q＝1,2,…,Q；θ_Tq为第q个目标所在方位角度，为第q个目标的传播时延，c＝3×10⁸m/s为电磁波传播速度，d为阵元间距，λ为工作波长，K表示采样总数，假设空间探测区域内有P个干扰机，分别位于xJ1,yJ1,…,xJP,yJP位置处，且各干扰机分别位于雷达波束主瓣范围内，通过发射大功率压制性干扰信号或灵巧干扰阻止雷达进行探测，设各干扰机同时发射一种干扰信号，则第m个阵元t时刻接收的干扰回波信号表达式为：其中，αJp,p＝1,2,…,P为干扰信号幅度，θJp为第p个干扰所在方位；为第p个干扰信号的传播时延；|θJp‑θTq|≤θmain,p＝1,…,P,q＝1,…,Q，θmain≈50.8λ/Md为3dB主瓣宽度；因此，第m个阵元t时刻接收信号为：ym t＝Tm t+Jmt+nm t  (3)其中，nm(t)表示第m个阵元t时刻接收的噪声信号；则天线阵列接收信号为：其中，表示转置操作符，T表示采样总数；步骤2：采用特征矩阵联合对角化的盲源分离算法分离目标信号与干扰信号：步骤2‑1：对接收信号Y(t)进行预白化，得到白化信号Z(t)，即：Z(t)＝WY(t)  (5)其中，W为白化矩阵；步骤2‑2：求白化信号Z(t)的四阶累积量矩阵Qz：其中E[·]表示求均值操作，zi(t)表示白化信号Z(t)的第i行，i,j,k,l分别属于1～2；对Qz进行特征值分解，得到前两个最大特征值λ1,λ2和其对应的特征向量v1,v2，其中vi,i＝1,2为22×1维列矢量，因此得到需要近似联合对角化的目标矩阵{M1,M2}；其中Vec(Mi)＝λivi,i＝1,2，Vec(·)表示向量化算符，即将一个矩阵的列向量按照在矩阵的排列次序排成列向量；步骤2‑3：利用酉矩阵V对{M1,M2}进行近似联合对角化；步骤2‑4：得到分离信号与阵列流型估计：x(t)＝VHZ(t)  (7)其中，x(t)为分离信号，包含目标回波分量与干扰信号分量步骤3：假设步骤2估计出来的目标回波分量由于已知雷达发射信号为s_T t，其匹配滤波器为根据脉冲压缩匹配滤波原理，匹配滤波可以得到其中，conv(·)为卷积运算操作，·*为共轭运算操作；对r(t)进行阈值检测，当r(t)≥η所对应的时刻t为目标回波的时延，其中η为人为设置的阈值。