[发明专利]基于知识辅助的时域重构机载雷达杂波抑制方法

权利要求书

1.一种基于知识辅助的时域重构机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取机载雷达的N_max个距离门的雷达回波数据，每个距离门的雷达回波数据记为一个待检测单元的数据，N_max表示雷达回波数据包含的距离门总个数，且雷达回波数据的每个距离门内存在多个杂波散射体；

步骤2，计算所有距离门内的每个杂波散射体的归一化空域频率和归一化多普勒频率；

步骤3，确定杂波脊，计算所有距离门内的每个杂波散射体在杂波脊上的时域导向矢量和空域导向矢量，进而得到所有杂波散射体的时域导向矢量矩阵和空时导向矢量矩阵；

步骤4，令l表示第l个待检测单元，令i表示第i次迭代，l的初值为1，i的初值为1，l∈{1,2,…,N_max}，i∈{1,2,…,γ}，N_max表示雷达回波数据包含的距离门总个数，与待检测单元数据总个数取值相等，γ表示设定的总迭代次数；

步骤5，确定第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上的初始杂波功率矩阵和第l个待检测单元的时域采样数据x_l的初始时域重构协方差矩阵并确定第一中间变量D(m)和初始第二中间变量ρ⁽⁰⁾的值；

步骤5具体包括如下子步骤：

(5a)第l个待检测单元的时域采样数据x_l表示为：

其中，y_k表示第k个阵元的时域采样数据，其中T表示矩阵转置运算；

根据第l个待检测单元的时域采样数据x_l计算第l个待检测单元的时域协方差矩阵

其中，上标H表示矩阵复共轭转置运算；N表示机载雷达的天线阵列包含的阵元总数；

(5b)确定第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第m个杂波散射体的初始杂波功率为和第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第m个杂波散射体的初始时域重构协方差矩阵为其表达式为：

其中，Nc表示一个距离门内的杂波散射体总个数，表示第l个待检测单元数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第m个杂波散射体的杂波功率初始值，b(f_d,m)表示杂波脊上归一化多普勒频率为f_d,m的杂波散射体的时域导向矢量，M表示一个相干处理间隔内机载雷达发射的脉冲个数；b(f_d,m,f_s,m)表示杂波脊上归一化多普勒频率为f_d,m、归一化空域频率为f_s,m杂波散射体对应的时域导向矢量；

(5c)确定第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第m个杂波散射体的第一中间变量D(m)和初始第二中间变量ρ⁽⁰⁾的值，其表达式为：

其中，上标H表示复共轭转置运算，tr表示求矩阵的迹运算，||·||表示矩阵的2范数，b(f_d,m)表示杂波脊上归一化多普勒频率为f_d,m的杂波散射体的时域导向矢量，表示第l个待检测单元的时域采样数据x_l的初始时域重构协方差矩阵；

步骤6，计算第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上的杂波功率矩阵和第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l的时域重构协方差矩阵确定第i次迭代后第二中间变量ρ⁽ⁱ⁾的值；

步骤6具体包括如下子步骤：

(6a)经过第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第m个杂波散射体的杂波功率为其表达式为：

其中，b(f_d,m)为杂波脊上归一化多普勒频率为f_d,m的杂波散射体的时域导向矢量，表示第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l的时域重构协方差矩阵，()^-1表示矩阵求逆操作，上标H表示共轭转置操作；

(6b)经过第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上的杂波功率矩阵其表达式为：

其中，表示第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第1个杂波散射体的功率，表示第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第2个杂波散射体的功率，表示第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第Nc-1个杂波散射体的功率，表示第i次迭代后第l个待检测单元数据x_l在杂波脊上对应的第l个距离门内第Nc个杂波散射体的功率；

(6c)第i次迭代后第l个待检测单元的时域采样数据x_l的时域重构协方差矩阵表示为：

其中，B表示所有杂波散射体的M×Nc维时域导向矢量矩阵，B∈C^M×Nc，C^M×Nc表示M×Nc维复矩阵；C^M×M表示M×M维复矩阵；上标H表示复共轭转置操作；B的表达式为：

(6d)计算第i次迭代后第二中间变量的值ρ⁽ⁱ⁾，其表达式为：

其中，||·||表示矩阵的2范数，b(f_d,m)为杂波脊上归一化多普勒频率为f_d,m的杂波散射体的时域导向矢量，表示第l个待检测单元的时域采样数据x_l经过第i次迭代后的时域重构协方差矩阵，上标H表示复共轭转置操作；

步骤7，若iγ，则令i的值加1，返回步骤6；

若i≥γ，则停止迭代，并将停止迭代时得到的杂波功率矩阵作为第l个待检测单元的时域采样数据在杂波脊上的最终杂波功率矩阵；

步骤8，利用第l个待检测单元数据x_l在杂波脊上的最终杂波功率矩阵计算第l个待检测单元数据x_l的最终重构空时二维协方差矩阵；

步骤9，令l的值加1，i的值等于1，返回步骤5，直到得到第N_max个待检测单元的时域采样数据x_l的最终重构空时二维协方差矩阵；

步骤10，根据每个待检测单元的时域采样数据x_l的最终重构空时二维协方差矩阵得到对该待检测单元的数据进行杂波抑制的权，进而得到该待检测单元杂波抑制后的数据。