[发明专利]基于多重信号分类的多发多收引信波达方向确定方法

权利要求书

1.一种基于多重信号分类的多发多收引信波达方向确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(10)接收信号匹配滤波：将多发多收引信的接收信号进行匹配滤波，得到匹配滤波输出数据；

(20)协方差矩阵降维：利用降维变换矩阵，对匹配滤波输出数据的协方差矩阵进行降维处理，并结合多重信号分类算法得到降维空间谱函数；

(30)空间谱多项式求根：对降维空间谱进行多项式求根，得到信号极值点；

(40)波达方向计算：根据降维空间谱函数极值点，计算得到多发多收引信的波达方向；

所述(10)接收信号匹配滤波步骤具体为：

按下式对多发多收引信的接收信号进行匹配滤波，

其中，a(θ)为发射阵列的导向向量，且可表示成下式

a(θ)＝[1,e^{-j2πdsinθ/λ},…,e^{-j2π(M-1)dsinθ/λ}]^T

式中，θ为引信信号的发射角度即接收信号的波达方向，β和f_d分别为目标的放射系数和多普勒频率，λ为发射信号的波长，M为发射和接收阵元的数目，表示Kronecker积，n(t)是一M²×1的高斯白噪声向量；

所述(20)协方差矩阵降维步骤具体为：

降维多重信号分类算法空间谱函数为

其中，b(θ)＝[1,e^{-j2πdsinθ/λ},…,e^{-j2π(2M-2)dsinθ/λ}]^T为一(2M-1)×1的范德蒙德向量,W＝G^HG，G∈M²×(2M-1)是降维变换矩阵，且矩阵G如下所示

因为可以表示成这些不同元素的线性组合，即

由上式即可推导出矩阵G；U_n是由降维变换后协方差矩阵R_y的较小的2M-2个特征值对应的特征向量u₁,u₂,…,u_2M-1组成的矩阵，协方差矩阵R_y可以由L个快拍估算得到，即

其中y(t)是对接收信号x(t)左乘W^-1/2G^H进行降维变换得到的，表达式如下所示

y(t)＝W^-1/2G^Hx(t)＝W^-1/2G^HAs(t)+W^-1/2G^Hn(t)＝W^1/2b(θ)s(t)+N(t)；

所述(30)空间谱多项式求根步骤具体为：

谱峰搜索将转化为以下求根形式，即

b^T(1/z)Enb(z)＝0

式中：En＝W^1/2U_nU_n^HW^1/2，z＝e^{-j2πdsinθ/λ}，那么b(θ)可以表示为b(z)＝[1,z,…,z^2M-2]^T；上式多项式可以表示为

[z^2-2M,…,z^-1,1,z,…,z^2M-2]c＝0

式中：c∈C^4M-3为包含多项式系数的向量，其第m个元素由En的[m-(2M-1)]的对角元素相加而得，左下角为负；将最接近单位圆的K个根表示为其中K表示K个目标；

所述(40)波达方向计算步骤具体为：

多发多收引信的波达方向

式中，其中，K个值代表K个不同目标的波达方向，每个极值点对应一个波达方向θ。