[发明专利]基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法

权利要求书

1.一种基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法，具体包含如下步骤：

步骤1.在对目标进行无源探测时，无源雷达接收端的监测通道采用均匀线阵接收信号，并建立窄带远场信号的阵列模型；

步骤2.对阵列模型矩阵的自相关矩阵进行特征分解，构造MUSIC谱，得到直达波与多径杂波的时延估计；

步骤3.利用步骤2中得到的时延估计，对时延后的参考信号进行SINC函数内插，内插后的信号矩阵构成相应的杂波矩阵；

步骤4.通过构造代价函数，使接收端监测阵列的各通道消除杂波后消除杂波后，所有阵元输出信号剩余功率最小，得到最优的时域加权矩阵W_{T_opt}；

步骤5.利用最小二乘-恒模算法对监测阵列的输出加权，求解空域加权向量w_s，进行信号合成并输出。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法，其特征在于：步骤1中阵列模型表示为：X_surv(t)＝AS(t)+N_surv(t)，其中，A＝[α(θ₁)α(θ₂)...α(θ_D)]为L×D维阵列的流型矩阵，L为阵元个数，D为监测通道中直达波、多径杂波和目标回波的总数目，若采用均匀线阵，则流型矩阵的导向矢量表示为：

其中，x_k为阵元的位置，k＝1,2,...,L，θ_i为信号的来向，λ为波长；S(t)＝[s_d(t)s_mp1(t)s_mp2(t)...s_eco(t)]^T为D×1维的信号矢量；N_surv(t)为L×1维的噪声数据矢量，s_d(t)、s_mpi(t)和s_eco(t)分别为监测端的直达波信号、多径信号与目标回波分别表示为s_d(t)＝G_Add(t-τ_d)、s_mpi(t)＝G_mpid(t-τ_mi)、G_Ad、G_mpi和G_At分别对应为监测通道直达波、多径杂波和目标回波的增益；τ_d、τ_mi和τ_t分别对应为监测通道直达波、多径杂波和目标回波的时延；f_dt是目标回波的多普勒频移；d(t)为外辐射源的辐射信号，无源雷达接收端的参考通道信号表示为：s_ref(t)＝G_Arefd(t)+n_ref(t)，G_Aref为参考通道中直达波的增益，n_ref(t)为参考通道中的噪声。

3.根据权利要求2所述的基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法，其特征在于：步骤2具体包含如下内容：

步骤2.1.由步骤1得到的阵列模型构造协方差矩阵，该协方差矩阵表示为：

R＝E[X_surv^HX_surv]；

步骤2.2.对协方差矩阵R进行特征分解，若特征值有相应的特征向量为

步骤2.3.由特征向量得到时延估计的MUSIC谱为：d(τ)为辐射源信号的延迟信号；

步骤2.4.搜索P(τ)的谱峰，得到D-1个杂波的时延值。

4.根据权利要求3所述的基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法，其特征在于：假设所有入射信号的时延不随时间变化，对接收阵列的矩阵X_surv进行截取得到以得到协方差矩阵R，其中，N为接收数据的点数；令辐射源信号的延迟信号d(τ)为参考信号s_ref(τ)，其中，参考信号