[发明专利]基于子空间补偿的自适应波束形成算法

权利要求书

1.一种基于子空间补偿的自适应波束形成算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，获取雷达采样数据，并通过如下公式(1)估计该采样数据的协方差矩阵

其中[·]^H表示矩阵共轭转置运算，X为雷达系统天线线阵阵元的K次采样数据的矩阵，且M为雷达系统天线线阵的阵元数量；

步骤二，通过如下公式(2)对协方差矩阵进行特征分解：

其中Λ_s为目标与干扰信号特征值，且Λ_s＝{υ₁,υ₂,…,υ_p+1}，υ为协方差矩阵的特征值，E_s为信号子空间，且E_s＝{e₁,e₂,…,e_p+1}，Λ_n为噪声的特征值，且Λ_n＝{υ_p+2,υ_p+3,…,υ_M}，E_n为噪声子空间，且E_n＝{e_p+2,e_p+3,…,e_M}，p为干扰信号的数量，e是与υ对应的特征向量；

步骤三，得到目标导向矢量在估计的信号子空间E_s中的投影u，如公式(3)所示：

目标导向矢量且a_m(θ₀)＝exp{-j2π(m-1)dsinθ₀/λ}，其中m＝1,2,3…M，θ₀为雷达系统天线的主波束方向，d为雷达系统天线线阵的阵元间距，λ为工作波长；

步骤四，通过如下公式(4)判断估计的信号子空间E_s是否包含目标的导向矢量

其中γ为根据雷达系统需求设定的常数，若公式(4)为真，则说明目标导向矢量不在估计的信号子空间E_s中，执行步骤五，若公式(4)为假，则说明估计的信号子空间E_s为所求的信号子空间，执行步骤六；

步骤五，首先通过如下公式(5)得到与特征向量e之间的相关系数y(i)，

并将其按照从大到小的顺序进行排序，通过如下公式(6)得到所求的信号子空间的数量l，

(y(1)+…+y(l))/M＞ξ，0＜ξ＜1 (6)；

其中ξ为根据雷达系统参数设定的常数，通过公式(6)进而得到的补偿后的信号子空间且

步骤六，根据信号子空间和目标导向矢量求取最优权矢量ω，如公式(7)所示：

其中为通过子空间校正后的期望信号导向矢量，且信号子空间P的取值如下：

2.根据权利要求1所述的基于子空间补偿的自适应波束形成算法，其特征在于，步骤四中常数γ的取值范围为0.6＜γ＜1。

3.根据权利要求1所述的基于子空间补偿的自适应波束形成算法，其特征在于，步骤五中常数ξ的值为0.8。