[发明专利]基于多通道NLMS的外辐射源雷达海杂波干扰抑制方法

权利要求书

1.基于多通道NLMS的外辐射源雷达海杂波干扰抑制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，将直达波天线接收到的参考信号调频到海杂波的多普勒频率上，构成与海杂波多普勒频率分量相对应的多个参考通道，得到一种多通道归一化NLMS自适应对消滤波器，建立多通道NLMS滤波器的数学模型如下：

W(n)=[w1(n),w2(n),...,wK(n)]=w1(n),w1(n-1),...,w1(n-M+1)w2(n),w2(n-1),...w2(n-M+1)...wK(n),wK(n-1),...,wK(n-M+1)T---(3)]]>

U(n)=[u1(n),u2(n),...,uK(n)]=[u1(n)ej2πnf1/fs,u1(n)ej2πnf2/fs,...,u1(n)ej2πnfK/fs]---(4)]]>

e(n)=d(n)-Σi=1KwiH(n)ui(n)---(5)]]>

w^i(n+1)=w^i(n)+μ~iλ′+Σj=1K||uj(n)||2ui(n)e*(n),(i=1,2,...,K)---(6)]]>

式中T表示矩阵转置，H表示共轭转置，*表示复共轭，W(n)为多通道NLMS滤波器系数矩阵，K为通道个数，w_i(n)为n时刻多通道NLMS滤波器第i,i＝1,2,...,K,个通道的M×1维抽头权向量；M为滤波器阶数；U(n)为多通道NLMS滤波器输入矩阵，f_s为采样频率,f_i且f₁＝0为调频率,

ui(n)=u1(n)ej2πnfi/fs=[u1(n)ej2πnfi/fs,u1(n-1)ej2π(n-1)fi/fs,...,u1(n-M+1)ej2π(n-M+1)fi/fs]T]]>

为n时刻多通道NLMS滤波器第i个通道的抽头输入向量；u₁(n)为原始参考信号，d(n)为n时刻回波值，e(n)为n时刻多通道NLMS滤波器的输出值也即对消结果，w_i(n+1)为多通道NLMS滤波器第i个通道系数更新方程，为n时刻K个参考通道输入值的范数平方和，为多通道NLMS滤波器第i个通道的更新步长，λ'是防止除法溢出的取值；

步骤2，利用步骤1建立的多通道NLMS滤波器模型进行多通道NLMS对消；

步骤2.1，参数初始化

根据杂波的长度，确定对消滤波器阶数M，然后分析确定海杂波多普勒频谱展宽范围包含的多普勒单元个数，设定展宽的单元个数作为参考通道个数K，并根据积累时间确定对应单元的海杂波主多普勒频率f_i，然后将直达波天线接收到的参考信号进行调频，构成K个参考通道，其中第一个通道为原始参考信号，其余参考通道信号为原始参考信号的调频信号，U(n)＝[u₁(n)；u₂(n)；...;u_K(n)]＝0为K个参考通道初始输入矩阵，W(n)＝[w₁(n);w₂(n);...;w_K(n)]＝0为K个通道自适应滤波器初始权系数矩阵；

步骤2.2，更新输入矩阵U(n)

将n时刻K个参考通道新的输入值其中u₁(n)为n时刻原始参考信号值，f_s为信号采样频率，f_i为多通道NLMS滤波器第i个通道的调频率，加入到输入向量u_i(n)中，构成新的输入矩阵

U′(n)=[u1(n),u2(n),...,uK(n)]=[u1(n)ej2πnf1/fs,u1(n)ej2πnf2/fs,...,u1(n)ej2πnfK/fs]---(7)]]>

ui(n)=u1(n)ej2πnfi/fs=[u1(n)ej2πnfi/fs,u1(n-1)ej2π(n-1)fi/fs,...,u1(n-M+1)ej2π(n-M+1)fi/fs]T]]>

为n时刻多通道NLMS滤波器第i个通道的M×1维抽头输入向量；

步骤2.3，计算n时刻的多通道NLMS滤波器估计误差，也即对消结果

e(n)=d(n)-Σi=1KwiH(n)ui(n)---(8)]]>

式中为n时刻多通道滤波器第i个通道权系数向量的共轭转置，为n时刻K个通道估计值之和，d(n)为滤波器在n时刻的期望值即回波信号在n时刻的值，e(n)为估计误差即对消结果；

步骤2.4，更新多通道NLMS滤波器的权系数矩阵W(n+1)

首先对每个通道的权向量进行更新，更新方程如下，

wi(n+1)=wi(n)+μ~iλ′+Σj=1K||uj(n)||2ui(n)e*(n),(i=1,2,...,K)---(9)]]>

进而得到多通道自适应滤波器权系数矩阵，

W(n+1)＝[w₁(n+1),w₂(n+1),...,w_K(n+1)]  （10）

式中u_i(n)为n时刻多通道NLMS滤波器第i个通道的输入向量，是多通道NLMS滤波器第i个通道的更新步长，λ'为防止除法溢出的取值，w_i(n)为n时刻多通道NLMS滤波器第i个通道的权系数向量；为n时刻K个通道输入值范数的平方和；w_i(n+1)为n+1时刻多通道NLMS滤波器第i个通道更新的权系数向量；得到每个通道的权向量后，便构成更新的权系数矩阵W(n+1)；

步骤2.5，迭代次数加1，循环执行步骤2.2～步骤2.4，当迭代次数等于需要滤波的数据长度时，循环结束；从而得到利用多通道NLMS方法对消后的数据。