[发明专利]基于空域矩阵滤波和干扰对消的强干扰抑制方法

权利要求书

1.一种基于空域矩阵滤波和干扰对消的强干扰抑制方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

步骤一：建立阵元信号接收模型，设定矩阵滤波器通带，确定通带内强干扰方位；

步骤二：根据估计的强干扰方位，构造阻塞矩阵，对阻塞矩阵接收数据进行处理，去除通带内的强干扰；

步骤三：去除阻塞矩阵对协方差矩阵的影响；

步骤四：对协方差矩阵进行空域滤波处理，获得MUSIC空间谱；

所述步骤一具体为：

第一步：建立阵元信号接收模型，所述模型由N个阵元组成的均匀线列阵，有P个远场窄带平面波信号从不同方向入射到所述模型，所述阵元间距为信号频率的半波长，计算得到阵元接收信号，所述阵元接收信号通过下式表示：

n(t)＝[n₁(t),n₂(t),...,n_N(t)]^T (2)

其中，x(t)为阵元接收信号，s_i(t)为源信号，P为远场窄带平面波信号数量，a(θ_i)为第i个源信号的阵列流形向量，n(t)为噪声向量，[·]^T为转置，N为阵元数；

第二步：设定各源信号之间以及源信号与噪声之间互不相干，各阵元的背景噪声为相互独立的零均值高斯白噪声，建立阵列接收数据的协方差矩阵，所述协方差矩阵通过下式表示：

其中，R_x为阵列接收数据的协方差矩阵，K表示快拍总数，k表示快拍数，p_i表示第i个源信号的能量，I为单位矩阵，[·]^H表示共轭转置,表示噪声能量，η_i表示第i个特征值并且满足η₁＞η₂＞···＞η_N，u_i是η_i对应的特征向量；

第三步：设定矩阵滤波器的通带为Θ，阻带为对通带Θ外的强干扰采用空域矩阵滤波器对接收的阵列信号数据进行滤波，使得通带Θ内的信号无失真通过，所述空域矩阵滤波器预期响应通过下式表示：

其中，T为空域矩阵滤波器，a(θ)为指定角度域的导向矢量，为预期响应；

第四步：设定空域矩阵滤波器，对通带响应进行约束优化，使得阻带响应最大误差最小化，根据所述约束优化得到下式：

其中，||·||₂表示向量的2-范数，为通带响应误差约束，r为阻带约束；

第五步：估计通道Θ内的强干扰方位，所述通带Θ内的强干扰方位估计通过下式表示：

U_I＝[u₁,u₂,...,u_P-1] (7)

其中，为通带Θ内的子空间方位谱，a(θ_m)为通带内方位的导向矢量，θ_m∈Θ，为通带内强干扰方位的导向矢量的估计值，为通带内强干扰的估计方位，U_I为R_x中的强干扰子空间。

2.根据权利要求1所述的一种基于空域矩阵滤波和干扰对消的强干扰抑制方法，其特征是：所述步骤二具体为：

第一步：根据估计出的构建阻塞矩阵，通过下式表示阻塞矩阵：

其中，B为N×N的阻塞矩阵，d为阵元间距，λ为源信号的波长；

第二步：源信号经过阻塞矩阵处理，处理后的源信号通过下式表示：

y(t)＝Bx(t) (9)

其中，y(t)为经过阻塞矩阵处理后的阵列数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于空域矩阵滤波和干扰对消的强干扰抑制方法，其特征是：所述步骤三具体为：

第一步：采用阻塞矩阵处理协方差矩阵，处理后的协方差矩阵通过下式表示：

其中，为采用阻塞矩阵处理的协方差矩阵，B为N×N的阻塞矩阵；

第二步：减小阻塞矩阵对协方差矩阵中高斯白噪声的影响，通过下式表示减小阻塞矩阵影响的协方差矩阵：

其中，为减小阻塞矩阵影响的协方差矩阵，为的估计值。