【技术实现步骤摘要】
基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法及系统
[0001]本专利技术涉及相控阵雷达
,特别是涉及一种基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法及系统。
技术介绍
[0002]波束形成方法能够将阵列波束的主瓣指向期望信号(signal of interest,SOI)方向,同时利用阵列的其余自由度在干扰信号方向上形成零陷,已被广泛应用于雷达、声呐、麦克风阵列语音处理、医学成像、无线通信、天文学和地震学等领域。然而,在实际的应用过程中,阵列不可避免的存在一些误差,例如信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计误差、幅度和相位扰动误差和非相干局部散射等,尤其当SOI分量存在于数据快拍中时,这些误差将导致波束形成方法的性能严重下降。因此,为了使波束形成方法在误差条件下仍能保证良好的输出性能,许多稳健波束形成方法相继提出,如对角加载方法、特征子空间方法、不确定集约束方法和最差情况性能优化方法。传统方法对于轻度的DOA估计误差和幅度相位扰动是有效的,但对于信号模型出现严重误差时将无法发挥效能,并且这些方法主要依据采样协方差矩阵进行波束形成,无法有效去除其中的SOI分量,使方法在输入信噪比(signal to noise ratio,SNR)较高的条件下性能受到一定的限制。
[0003]为了消除SOI分量的影响,现有技术已经提出了大量基于干扰加噪声协方差矩阵(interference plus noise covariance matrix,INCM)重构的方法,这类方法使用重构的INC ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法,其特征在于,包括:获取相控阵雷达阵列在各时刻接收到的观测数据;根据所述相控阵雷达阵列在各时刻接收的观测数据计算所述相控阵雷达阵列的采样协方差矩阵;基于所述相控阵雷达阵列的估计噪声功率采用高斯
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勒让德方法对所述采样协方差矩阵进行重构得到所述相控阵雷达阵列对应的重构后的干扰加噪声协方差矩阵;根据所述相控阵雷达阵列中包括的阵元数量和所述相控阵雷达阵列对应的期望信号子空间计算所述相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量;所述相控阵雷达阵列对应的期望信号子空间根据特征向量得到的,所述特征向量为对所述相控阵雷达阵列对应的期望信号的协方差矩阵进行特征值分解得到的;根据所述相控阵雷达阵列对应的重构后的干扰加噪声协方差矩阵以及所述相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量计算所述相控阵雷达阵列的权重矢量;根据所述相控阵雷达阵列的权重矢量形成所述相控阵雷达阵列对应的波束。2.根据权利要求1所述的一种基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法,其特征在于,所述根据所述相控阵雷达阵列在各时刻接收的观测数据计算所述相控阵雷达阵列的采样协方差矩阵,具体包括:根据公式计算相控阵雷达阵列的采样协方差矩阵,其中,表示采样协方差矩阵,K表示相控阵雷达阵列接收数据的快拍数,x(k)表示相控阵雷达阵列在k时刻接收的观测数据,(
·
)
H
表示Hermitian转置运算。3.根据权利要求1所述的一种基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法,其特征在于,所述根据所述相控阵雷达阵列中包括的阵元数量和所述相控阵雷达阵列对应的期望信号子空间计算所述相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量,具体包括:根据公式计算相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量,其中表示相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量,M表示相控阵雷达阵列中包括的阵元数量,V
η
表示相控阵雷达阵列对应的期望信号子空间,b
η
表示特征向量。4.根据权利要求1所述的一种基于低复杂度不确定集积分的稳健波束形成方法,其特征在于,所述根据所述相控阵雷达阵列对应的重构后的干扰加噪声协方差矩阵以及所述相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量计算所述相控阵雷达阵列的权重矢量,具体包括:根据公式计算相控阵雷达阵列的权重矢量,其中,w表示相控阵雷达阵列的权重矢量,表示重构后的干扰加噪声协方差矩阵,表示相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量,表示对相控阵雷达阵列对应的期望信号的导向矢量...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹菲,吕岩,欧阳晓平,何川,冯晓伟,许剑锋,秦建强,王栋,
申请(专利权)人:中国人民解放军火箭军工程大学,
类型:发明
国别省市:
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