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基于矩阵投影的波束域稳健置零方法、设备及介质技术

技术编号:42366228 阅读:9 留言:0更新日期:2024-08-16 14:48
本发明专利技术实施例公开一种基于矩阵投影的波束域稳健置零方法、设备及介质。在一具体实施方式中,该方法包括:利用阵列雷达采集的数据计算采样协方差矩阵;利用目标指向和零点指向计算多波束权矢量,构造波束变换矩阵;根据多波束权矢量和波束变换矩阵,计算目标和零点的波束域导向矢量;根据所述采样协方差矩阵和波束变换矩阵计算波束域采样协方差矩阵;根据矩阵投影技术和波束域采样协方差矩阵得到修正的零点波束域导向矢量;利用得到的零点波束域导向矢量修正值和目标波束域导向矢量,基于正交投影准则计算波束域权系数,以完成置零波束的形成。本发明专利技术在通道幅度相位误差存在时,提高了波束形成器的干扰抑制性能,可适用于大规模阵列场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列信号处理。更具体地,涉及基于矩阵投影的波束域稳健置零方法、设备及介质


技术介绍

1、置零波束形成技术广泛应用于航空、航天、雷达和通信系统,通过在目标方向形成增益、干扰方向形成零陷,提高雷达的目标检测性能。但是,实际工作环境中存在通道幅度相位误差,致使零点导向矢量无法准确指向干扰信号,降低干扰抑制效果。

2、针对通道幅度相位误差下置零波束形成最优权求解问题,典型的解决方法有:零点角度展宽类算法,零点优化类方法,零点导数约束类方法等,其中:

3、零点角度展宽类算法:该方法在零点临近角度形成多零点,从而达到展宽零点的目的;但只适用于小通道幅度相位误差场景。

4、零点优化类算法:该方法基于输出功率最大化准则优化零点导向矢量,使得估计的零点导向矢量更加准确;但存在计算量高且无闭合解的问题。

5、零点导数约束类方法:该方法对零点导向矢量的一阶/二阶导数进行置零约束,可以有效展宽零点;但是带来的问题是形成的零点深度变浅。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于矩阵投影的波束域稳健置零方法、设备及介质,解决通道幅度相位误差引起的干扰置零算法失效问题。

2、为达到上述目的,本专利技术采用下述技术方案:

3、本专利技术第一方面提供一种基于矩阵投影的波束域稳健置零方法,包括:

4、利用阵列雷达采集的数据计算采样协方差矩阵;

5、利用目标指向和零点指向计算多波束权矢量,构造波束变换矩阵;

6、根据多波束权矢量和波束变换矩阵,计算目标和零点的波束域导向矢量;

7、根据所述采样协方差矩阵和波束变换矩阵计算波束域采样协方差矩阵;

8、根据矩阵投影技术和波束域采样协方差矩阵得到修正的零点波束域导向矢量;

9、利用得到的零点波束域导向矢量修正值和目标波束域导向矢量,基于正交投影准则计算波束域权系数,以完成置零波束的形成。

10、可选地,所述利用阵列雷达采集的数据计算采样协方差矩阵包括利用m个阵元半波长排布的均匀线阵采集数据x(t)计算采样协方差矩阵

11、

12、其中k表示快拍数,x(t)为采集数据,且含有1个目标和j个干扰的回波信息;t为采集刻,xh(t)为x(t)的共轭转置,m为常数,j为常数

13、可选地,所述多波束权矢量

14、

15、其中,θi为零点指向,j为虚部单位,i=1,2,…,j,[·]t代表转置。

16、可选地,所述构造波束变换矩阵

17、w=[w(θ0),w(θ1),…,w(θj)]h

18、其中,[·]h代表共轭转置,θ0为目标指向。

19、可选地,所述目标和零点的波束域导向矢量

20、wc(θi)=ww(θi),i=0,1,…,j。

21、可选地,所述波束域采样协方差矩阵

22、

23、其中,wh为波束变换矩阵w的共轭转置。

24、可选地,所述修正的零点波束域导向矢量

25、

26、其中,||·||代表l-2范数。

27、可选地,所述波束域权系数

28、

29、其中,[·]+代表伪逆操作,i为单位矩阵。

30、本专利技术第二方面提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现基于矩阵投影的波束域稳健置零方法。

31、本专利技术第三方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现基于矩阵投影的波束域稳健置零方法。

32、本专利技术的有益效果如下:

33、本专利技术利用矩阵投影技术来修正零点波束域导向矢量,然后基于正交投影准则计算干扰置零权系数,可以实现通道幅度相位误差下的抗干扰波束形成。

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【技术保护点】

1.一种基于矩阵投影的波束域稳健置零方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用阵列雷达采集的数据计算采样协方差矩阵包括

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述多波束权矢量

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述构造波束变换矩阵

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标和零点的波束域导向矢量

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述波束域采样协方差矩阵

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述修正的零点波束域导向矢量

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述波束域权系数

9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

【技术特征摘要】

1.一种基于矩阵投影的波束域稳健置零方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用阵列雷达采集的数据计算采样协方差矩阵包括

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述多波束权矢量

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述构造波束变换矩阵

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标和零点的波束域导向矢量

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述波束域采样协方差...

【专利技术属性】
技术研发人员:张攀靖岗马腾
申请(专利权)人:北京无线电测量研究所
类型:发明
国别省市:

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