[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

说明书

技术领域

本发明涉及杂波抑制领域，特别涉及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。

背景技术

无源雷达是利用外界非合作的辐射源作为发射信号源对探测目标进行检测和定位的。由于其本身并不向外发射电磁波，因而具有良好的隐蔽性和反侦察性能；同时不需要发射设备，节约了制造成本。鉴于以上的优势，近年来无源雷达系统的研究受到国内外学者的广泛关注。其采用的外辐射源一般有调频广播信号、移动通信信号、电视广播信号和卫星信号等。一般情况下，在无源雷达的接收端有监测通道和参考通道两个通道。由于外辐射源一般为非合作的照射源，这些信号的波形往往是不受控制的；同时，由于无源探测传播环境的复杂性，监测通道中除了有微弱的目标回波以外，还有很强的直达波和多径杂波。在进行时频相关时，目标回波的尖峰被这些杂波信号所淹没，因此要想有效的检测到目标回波必须进行直达波与多径杂波的抑制。

目前直达波与多径杂波抑制主要在时域和空域上处理。空域的方法主要是自适应波束形成,然而由于无源探测中的目标回波要远远弱于强杂波信号，因此目标信号的来波方向很难精确地获得。时域杂波抑制的方法主要通过干扰抵消实现。自适应干扰对消的方法是利用回波通道中的杂波信号与参考通道中的直达波信号的相关性，通过自适应的方法，使加权的参考信号与混合的杂波信号进行逼近，最终达到杂波抑制的目的，这类算法存在收敛速度的问题，而且杂波抑制性能一般；扩展相消的方法实际上是把含有目标回波的监测通道信号投影到杂波子空间的正交补子空间上，从而有效的抑制杂波，这类算法没有收敛性的问题，抑制性能较好，但是计算复杂度高。然而，无论是自适应波束形成还是干扰抵消这些方法，大多都是在单一领域上进行的，没有充分挖掘信号在多域的信息，因此杂波抑制性能的提升受到了一定的限制。为了大幅度提高杂波抑制的性能，最好能同时利用信号的时域和空域信息，并设计出新型杂波抑制算法。

发明内容

针对现有技术中自适应波束形成和干扰对消在杂波抑制上的不足，提供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，提高杂波抑制比，增强弱目标回波的检测性能。

按照本发明所提供的设计方案，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，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。