[发明专利]一种多径利用的自适应相干波束形成方法

摘要

本发明公开了一种多径利用的自适应相干波束形成方法，主要解决现有技术在低空多径环境中多径相干信号无法有效接收的问题。其实现方案是：1.在窄带多径环境下，雷达产生发射信号，得到阵列雷达回波数据；2.根据回波数据，计算阵列协方差矩阵；3.对阵列协方差矩阵进行特征分解，得到信号子空间和噪声子空间，4.根据信号子空间与噪声子空间的正交性，估计多径反射系数；5.对多径反射系数进行约束，求得最优加权向量；6.根据最优加权向量，得到自适应波束形成；本发明通过约束反射系数求得最优加权向量进行自适应波束形成，有效利用了多径相干信息，提高了回波信号的信噪比，可用于对多径环境中多径相干信号的有效接收。

主权项

1.一种多径利用的自适应相干波束形成方法，其特征在于，包括如下：(1)在窄带多径环境下，雷达产生发射信号S，得到阵列雷达回波数据X；(2)根据回波数据X，计算阵列协方差矩阵R_x；(3)根据阵列协方差矩阵R_x，估计多径反射系数(4)对多径反射系数进行约束，求得最优加权向量Wo_pt：4a)对回波数据X在各阵元上的分量进行加权求和，求得阵列输出y：y＝W^HX ＝W^H[a(θ₁)+ρa(θ₂)]S+W^HP ＝W^Ha(θ₁)S+W^Hρa(θ₂)S+W^HP其中，(·)^H表示矩阵的共轭转置运算，W为加权向量，a(θ₁)为直达波方向的导向矢量，a(θ₂)为多径波方向的导向矢量，ρ为多径反射系数，P＝[p₁,p₂,…,p_N]^T为阵列的高斯白噪声，N表示阵元个数，W^Ha(θ₁)S为直达波信号分量，W^Hρa(θ₂)S为多径波信号分量；4b)对直达波信号分量W^Ha(θ₁)S进行固定，对多径波信号分量W^Hρa(θ₂)S进行约束，然后最小化方差，得到优化方程BP：其中，表示取最小的W，s.t.表示约束条件，(·)^T表示矩阵的转置运算；4c)解优化方程BP，得到最优加权向量W_opt：其中，(·)^‑1表示矩阵求逆，A为空间阵列流型矩阵，A＝[a(θ₁),a(θ₂)]，F为1×2维的函数矢量，F＝[1,ρ^‑1]；(5)根据最优加权向量W_opt，得到自适应波束形成