[发明专利]一种基于特征矩阵联合对角化的多目标主瓣抗干扰方法

权利要求书

1.一种基于特征矩阵联合对角化的多目标主瓣抗干扰方法，它包括以下步骤：

步骤1：设相控阵阵列雷达的收发共置在笛卡尔坐标系中的x₀,y₀位置处，收发阵列由M个阵元组成，设探测区域中有Q个点目标，分别位于远场位置x_T1,y_T1,…,x_TQ,y_TQ处，雷达发射信号为s_T t，则第m个阵元t时刻接收到的目标回波信号表达式为：

其中，α_Tq为第q个目标回波的复幅度，受目标RCS、传播路径等其他包含于雷达方程中的因素影响，其中q＝1,2,…,Q；θ_Tq为第q个目标所在方位角度，为第q个目标的传播时延，c＝3×10⁸m/s为电磁波传播速度，d为阵元间距，λ为工作波长，K表示采样总数，

假设空间探测区域内有P个干扰机，分别位于x_J1,y_J1,…,x_JP,y_JP位置处，且各干扰机分别位于雷达波束主瓣范围内，通过发射大功率压制性干扰信号或灵巧干扰阻止雷达进行探测，设各干扰机同时发射一种干扰信号，则第m个阵元t时刻接收的干扰回波信号表达式为：

其中，α_Jp,p＝1,2,…,P为干扰信号幅度，θ_Jp为第p个干扰所在方位；

为第p个干扰信号的传播时延；

|θ_Jp-θ_Tq|≤θ_main,p＝1,…,P,q＝1,…,Q，θ_main≈50.8λ/Md为3dB主瓣宽度；

因此，第m个阵元t时刻接收信号为：

y_m t＝T_m t+J_mt+n_m t (3)

其中，n_m(t)表示第m个阵元t时刻接收的噪声信号；

则天线阵列接收信号为：

其中，表示转置操作符，T表示采样总数；

步骤2：采用特征矩阵联合对角化的盲源分离算法分离目标信号与干扰信号：

步骤2-1：对接收信号Y(t)进行预白化，得到白化信号Z(t)，即：

Z(t)＝WY(t) (5)

其中，W为白化矩阵；

步骤2-2：求白化信号Z(t)的四阶累积量矩阵Q_z：

其中E[·]表示求均值操作，z_i(t)表示白化信号Z(t)的第i行，i,j,k,l分别属于1～2；对Q_z进行特征值分解，得到前两个最大特征值λ₁,λ₂和其对应的特征向量v₁,v₂，其中v_i,i＝1,2为2²×1维列矢量，因此得到需要近似联合对角化的目标矩阵{M₁,M₂}；其中Vec(M_i)＝λ_iv_i,i＝1,2，Vec(·)表示向量化算符，即将一个矩阵的列向量按照在矩阵的排列次序排成列向量；

步骤2-3：利用酉矩阵V对{M₁,M₂}进行近似联合对角化；

步骤2-4：得到分离信号与阵列流型估计：

x(t)＝V^HZ(t) (7)

其中，x(t)为分离信号，包含目标回波分量与干扰信号分量

步骤3：假设步骤2估计出来的目标回波分量由于已知雷达发射信号为s_T t，其匹配滤波器为根据脉冲压缩匹配滤波原理，匹配滤波可以得到

其中，conv(·)为卷积运算操作，·^*为共轭运算操作；

对r(t)进行阈值检测，当r(t)≥η所对应的时刻t为目标回波的时延，其中η为人为设置的阈值。