[发明专利]基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法

权利要求书

1.一种基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法，其特征在于，包含如下内容：

步骤1、利用直达波信号的恒模特性，通过空时恒模方法提取直达波信号，并通过相干匹配将阵列时域数据转换为距离-多普勒域的二维阵列数据；

步骤2、将二维阵列数据进行分块，并在多普勒域通过自适应对角加载波束形成方法进行波束对消，抑制直达波信号并提取目标弱回波信号；

所述的步骤1包含如下内容：

步骤11、使用L通道阵列天线并根据Nyquist采样定理同步采集目标辐射的无线电信号，获取信号的阵列时域数据；

步骤12、根据信号的阵列时域数据估算出直达波的DOA信息，通过基于方向约束的空时恒模算法提取直达波信号；

步骤13、将提取到的直达波信号作为参考信号，与天线阵列的每通道时域数据进行相干匹配运算，将阵列时域数据转换为距离-多普勒域的二维阵列数据；

所述的步骤11中，信号阵列模型表示为：X(t)＝AS(t)+N(t)，

其中，N(t)为L×1维的噪声数据矢量，

，

A为L×(N_m+1)维阵列流型矩阵，L为阵元个数，N_m为参考通道中多径杂波干扰的总数，θ₀为直达波信号的来波方向，θ_i为第i条多径杂波的来波方向；S(t)为(N_m+1)×1维的信号矢量；s_d(t)＝d(t)和分别为直达波信号和多径杂波信号，τ_{m_i}为杂波干扰的时延，f_dm为多普勒偏移；

所述的步骤12包含如下内容：估算直达波的DOA信息，采用恒模CMA算法，通过加权矩阵及引入直达波信号方向约束，提取直达波信号；通过加权矩阵及引入直达波信号方向约束，具体表示为：

，

其中，E表示期望，x(n)为第n个时刻的输出，vec为矩阵的向量化，且有：

w_ij为第i个天线在第j个延迟时刻的加权系数，由其组成的加权矩阵为W＝<w_i,j>_L×P；X(n)为参考端第n个时刻的接收矩阵，P为延迟抽头系数的个数；假设A(θ₀)＝a(θ₀)·c，c＝[0,0,...,R₂,0,...,0]_1×P，且R₂位于第(P-1)/2个元素，θ₀为直达波信号的来波方向，vec(W)^Hvec(A(θ₀))＝1为对直达波的方向约束，加权向量的更新公式为：

，

其中，X_N＝[vec(X(1)),vec(X(2)),...,vec(X(N))]，w＝vec(W)，通过得到：

2.根据权利要求1所述的基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法，其特征在于，所述的步骤13中将阵列时域数据转换为距离-多普勒域的二维阵列数据，转换公式为：

，

其中，f(t)是窗函数，x(t)为阵列通道输出数据，y(t)是提取到的直达波信号，M为样点数，l是距离单元，k表示多普勒单元；阵列形式表示为

，

其中，c(l,k)为“距离-多普勒域”的二维阵列数据。

3.根据权利要求2所述的基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法，其特征在于，所述的步骤2包含内容如下：

步骤21、将每通道的二维阵列数据进行Q等分，确定两个不包含多普勒为零的保护带区域，并计算二维阵列数据划分后对应区域的阵列协方差矩阵；

步骤22、基于自适应对角加载的波束形成方法，通过阵列协方差矩阵求解不同期望导向矢量对应的权值w；

步骤23、根据直达波在多普勒域对称的特点，在多普勒域进行空域对消，得到直达波抑制后的距离-多普勒谱。