[发明专利]一种直达波干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直达波干扰抑制方法，特别涉及一种将RLS滤波器和NLMS滤波器相结合的直达波干扰抑制方法，属于雷达信号处理技术领域。

背景技术

外辐射源雷达通常有两个接收天线，一个是直达波天线，指向辐射源接收其发射的信号；另一个是回波天线，指向搜索空域接收运动目标反射的回波信号。其配置如图1所示，辐射源发射的信号除了被目标反射外，还可经其它路径进入回波天线，如直接从回波天线副瓣进入的直达波干扰和经地面反射进入回波天线主瓣的杂波干扰等。因此，回波天线接收到的信号中有很强的直达波及杂波干扰，而目标反射的回波信号与之相比十分微弱，如果不对直达波及杂波干扰进行有效的抑制，就无法检测运动目标。

直达波及杂波干扰抑制的方法有很多，自适应干扰对消是其中非常有效的一种。常用的自适应干扰对消方法有：维纳滤波器、最小均方(LMS，Least Mean Square)滤波器、归一化最小均方(NLMS，Normalized Least Mean Square)滤波器、递推最小二乘(RLS，Recursive Least Squares)滤波器等。其中，维纳滤波器要求输入过程是广义平稳的，当回波天线指向固定时，直达波和杂波干扰信号起伏比较缓慢，滤波器性能较好；而当雷达工作于搜索模式，回波天线转动时，直达波和杂波干扰信号起伏很大，不再满足平稳条件，造成对消性能的下降，因此维纳滤波器不适用于回波天线转动的情况。LMS滤波器在时变环境中具有一定的跟踪性能，其优点是结构简单、运算量小、实现方便。但当输入信号较大时，由于梯度噪声的放大影响，滤波器有可能失效。NLMS滤波器在LMS滤波器的基础上将权值更新增量用信号的平方欧式范数进行了归一化，减小了信号幅度波动对滤波器性能的影响，提高了收敛速度。RLS滤波器的增益向量随递推变化，能够较好地适应平稳和非平稳环境，适合天线扫描情况，与LMS滤波器用统一的步长因子相比，具有良好的收敛性，收敛后稳态误差小，但是运算量比LMS滤波器大得多。M阶RLS滤波器每一点数据更新需要实数乘法运算量为14M²+16M，运算量与滤波器阶数的平方成正比；而M阶LMS滤波器每一点数据更新需要实数乘法运算量约为8M，与滤波器阶数成正比。可见，当滤波器阶数较高时(一般需要上百阶)，RLS滤波器运算量十分巨大。下面对RLS滤波器和NLMS滤波器给出较详细的介绍。

最小二乘(LS，Least Squares)滤波器的准则是使各时刻期望信号与滤波器输出之差的平方和(即代价函数ξ(n))最小：

ξ(n)=Σi=1nλn-i|e(i)|2---(1)]]>

设滤波器阶数为M，定义直达波信号数据矩阵为：