[发明专利]基于杂波映射的自适应波束形成方法

摘要

本发明公开了一种基于杂波映射的自适应波束形成方法。解决了雷达自适应波束形成过程中使用小样本更精准地估计一个距离门的协方差矩阵的问题。实现过程包括：构造克罗内克积投影矩阵D；雷达以MIMO形式发射正交波形并接收回波做匹配滤波；计算各距离门的感知投影；以相控阵形式发射波形并接收回波做匹配滤波；计算各参考距离门相控阵投影；计算目标距离门相控阵投影；估计目标距离门理想协方差矩阵；设计自适应波束形成滤波器并波束形成。本发明先感知杂波场景获得先验知识，再更为精准地估计一个距离门的协方差矩阵，据此设计波束形成滤波器并波束形成。本发明计算量小，设计的波束形成滤波器效果好，可应用于地基雷达的波束形成。

主权项

1.一种基于杂波映射的自适应波束形成方法，其特征在于，包括有如下步骤：1)构建克罗内克积投影矩阵D：阵列天线雷达的阵元个数为M，对阵列天线的方位角划分网格Θ＝{θ1,...,θL}，其中L是方位角网格数量，要求L>M；然后求网格Θ中每个方位角θl(l＝1,2,...,L)的导向矢量共轭和导向矢量的克罗内克积，接着对这L个克罗内克积做施密特正交化得到克罗内克积投影矩阵D，D的维度是M2×B，其中B是投影矩阵D的基的个数；2)雷达以MIMO形式发射正交波形感知杂波场景：雷达以MIMO形式工作，阵列天线发射正交波形，码长为N，发射K_p次正交波形后，雷达接收到MIMO回波数据块并对其做匹配滤波后得到感知数据块C，C的维度是M×R×K_p，其中杂波场景的距离门个数为R，利用各个距离门的K_p次扫描得到的匹配滤波数据求得各个距离门的感知协方差矩阵距离门下标r＝1,...,R；再将各个距离门的感知协方差矩阵按列优先组成列向量，该列向量投影在克罗内克积投影矩阵D上得到各个距离门的感知投影3)雷达以相控阵形式做波束形成：雷达以相控阵形式工作，发射波形后接收到相控阵回波数据块并对其做匹配滤波后得到相控阵数据块E；计算各个距离门的相控阵协方差矩阵，列向量化后投影到克罗内克积投影矩阵D得到各个距离门的相控阵投影；使用从参考距离门相控阵投影到目标距离门相控阵投影的变换矩阵和参考距离门的相控阵投影，构造目标距离门的相控阵协方差矩阵；设计自适应波束形成滤波器，并对相控阵数据块E中的目标距离门的回波数据进行波束形成。