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    重庆时时彩博彩网: 机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410171717.2

    申请日:

    2014.04.25

    公开号:

    CN103954942A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01S 7/36申请公布日:20140730|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 7/36申请日:20140425|||公开
    IPC分类号: G01S7/36 主分类号: G01S7/36
    申请人: 西安电子科技大学
    发明人: 冯大政; 向平叶; 吕晖; 周延; 解虎; 肖春宝; 白登潘
    地址: 710071 陕西省西安市太白南路2号
    优先权:
    专利代理机构: 西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 61218 代理人: 惠文轩
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410171717.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.05.10|||2014.10.22|||2014.07.30

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于雷达信号处理技术领域,涉及雷达杂波的局域化抑制处理,公开了一种机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法。该方法包括:步骤1.得到空时数据矢量x表达式并且构建目标的空时二维导向矢量;步骤2.利用三维离散傅里叶变换将空时数据矢量x由阵元-脉冲域变换到三维波束域;步骤3.得到降维后的空时数据矢量z和降维后的目标空时二维导向矢量;步骤4.根据降维空时自适应处理的代价函数计算降维处理器的权矢量;步骤5.利用降维处理器的权矢量得到经过杂波抑制的空时数据。本发明能够解决运算量大与样本需求量大的问题,应用于雷达杂波处理的情景。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤1.利用机载MIMO雷达天线接收空时数据,得到空时数据矢量x表达式并且构建目标的空时二维导向矢量b(fs,0,fd,0);
    步骤2.利用三维离散傅里叶变换将空时数据矢量x由阵元-脉冲域变换到三维波束域;空时数据矢量x在三维波束域中称为三维波束;
    步骤3.构造降维矩阵P,利用降维矩阵P对三维波束域中的三维波束进行部分联合自适应处理,得到降维后的空时数据矢量z和降维后的目标空时二维导向矢量c(fs,0,fd,0);
    步骤4.根据线性约束最小方差准则,即在保证目标信号增益一定的前提下最小化输出的杂波和噪声功率,利用降维后的空时数据矢量z和降维后的目标空时二维导向矢量c(fs,0,fd,0)构建降维空时自适应处理的代价函数;根据降维空时自适应处理的代价函数计算降维处理器的权矢量w;
    步骤5.利用降维处理器的权矢量w对机载MIMO雷达天线接收的空时数据矢量x进行加权求和,得到经过杂波抑制的空时数据。

    2.  根据权利要求1所述的一种机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法,其特征在于,步骤1包括以下子步骤:
    1a)设定在一个相干处理间隔内,机载MIMO雷达天线的M个发射阵元同时辐射由K个脉冲组成的脉冲串波形,并且M个发射阵元发射的M个发射波形相互正交,在N个接收阵元的每一个接收阵元处,用M个参考发射信号对K个脉冲周期的回波数据进行匹配滤波,将所有匹配滤波器的输出排列成如下MNK×1维空时数据矢量,得到空时数据矢量x表达式为下式:
    x=∫0πρ(θ)b(fs,fd)+xw]]>
    其中,空时数据矢量x的维数为MNK×1维,是服从零均值复高斯分布的杂波散射系数;表示归一化杂波多普勒频率,Tr为脉冲重复周期,λ为雷达天线工作波长,v为载机速度,θ表示观测地面的方位角,为俯仰角;表示归一化杂波空间频率;b(fs,fd)=ad(fd)⊗at(fs)⊗ar(fs)]]>为空时数据x中的杂波的空时二维导向矢量,其中at(fs)=[1 exp(j2πfsα)…exp(j2πfsα(M-1))]T为M×1维发射阵列导向矢量,α=dT/dR,M为发射阵元数,N为接收阵元数,K为发射脉冲数,dT为发射阵元间距,dR为接收阵元间距;ar(fs)=[1 exp(j2πfs)…exp(j2πfs(N-1))]T为N×1维接收阵列导向矢量,ad(fd)=[1 exp(j2πfd)…exp(j2πfd(K-1))]T为K×1维多普勒导向矢量;表示Kronecker积;是服从0均值,方差为的MNK×1维高斯白噪声向量,IMNK代表MNK×MNK单位矩阵,和分别表示输入杂波功率和噪声功率,(·)T表示向量转置;
    1b)构建目标的空时二维导向矢量b(fs,0,fd,0)=ad(fd,0)⊗at(fs,0)⊗ar(fs,0);]]>
    其中,ad(fd,0)为目标多普勒导向矢量,at(fs,0)为发射阵列导向矢量,ar(fs,0)为接收阵列导向矢量,fd,0为目标的多普勒频率,fs,0为目标的归一化空间频率,表示Kronecker积。

    3.  根据权利要求1所述的一种机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法,其特征在于,步骤3包括以下子步骤:
    3a)构造降维矩阵P,降维矩阵P表示为
    P=Gd⊗Gt⊗Gr]]>
    其中,Gd=[ad(fd,-1),ad(fd,0),ad(fd,1)]为三个邻近的多普勒导向矢量组成的多普勒滤波器组,Gt=[at(fs,-1),at(fs,0),at(fs,1)]为三个邻近的发射阵列导向矢量组成的发射波束形成器组,Gr=[ar(fs,-1),ar(fs,0),ar(fs,1)]为三个邻近的接收阵列导向矢量组成的接收波束形成器组,表示Kronecker积;
    3b)从三维波束域中选择3个或5个三维波束;
    3c)利用降维矩阵P对选择的三维波束根据下式进行部分联合自适应处理,得到空时数据矢量x降维后的空时数据矢量z;得到下式:
    z=PHx
    其中,P为降维矩阵,z为空时数据矢量x降维后的空时数据矢量,(·)H表示矩阵或向量的复共轭转置;
    3d)根据降维矩阵P和目标空时二维导向矢量b(fs,0,fd,0)求取降维后的目标空时二维导向矢量c(fs,0,fd,0),得到下式:
    c(fs,0,fd,0)=PHb(fs,0,fd,0)
    其中,c(fs,0,fd,0)为目标空时二维导向矢量b(fs,0,fd,0)降维后的目标空时二维导向矢量;降维矩阵P维数为MNK×rMrNrK,rM表示选取的发射波束的数目,rN表示选取的接收波束的数目,rK表示选取的多普勒通道数目;其中rM为大于或等于3并且小于M的整数,rN为大于或等于3并且小于N的整数,rK为大于或等于3并且小于K的整数,fd,0为目标的多普勒频率,fs,0为目标的归一化空间频率,(·)H表示矩阵或向量的复共轭转置,M为发射阵元数,N为接收阵元数,K为发射脉冲数。

    4.  根据权利要求1所述的一种机载MIMO雷达三维波束空间的部分联合杂波抑制方法,其特征在于,步骤4包括以下子步骤:
    4a)利用降维后的空时数据矢量z求取降维后的空时数据矢量z的协方差矩阵Rz,Rz表达式为:
    Rz=E{zzH}=PHRP
    其中,z表示降维后的空时数据矢量,P为降维矩阵,R为空时数据x的协方差矩阵,(·)H表示矩阵或向量的复共轭转置,E{·}表示进行期望操作;
    4b)根据线性约束最小方差准则,将降维空时自适应处理的代价函数表示为:
    minwHRzws.t.wHc(fs,0,fd,0)=1]]>
    其中,Rz为降维后的空时数据矢量z的协方差矩阵,维数为rMrNrK;rM表示选取的发射波束的数目,rN表示选取的接收波束的数目,rK表示选取的多普勒通道数目;其中rM为大于或等于3并且小于M的整数,rN为大于或等于3并且小于N的整数,rK为大于或等于3并且小于K的整数,M为发射阵元数,N为接收阵元数,K为发射脉冲数,(·)H表示矩阵或向量的复共轭转置;
    4c)求解降维空时自适应处理的代价函数,得到降维处理器的权矢量w:
    w=Rz-1c(fs,0,fd,0)cH(fs,0,fd,0)Rz-1c(fs,0,fd,0)]]>
    其中,c(fs,0,fd,0)为降维后的目标空时二维导向矢量,(·)H表示矩阵或向量的复共轭转置,[·]-1表示对矩阵求逆,fd,0为目标的多普勒频率,fs,0为目标的归一化空间频率,Rz为降维后的空时数据矢量z的协方差矩阵。

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    机载 MIMO 雷达 三维 波束 空间 部分 联合 抑制 方法
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