[发明专利]基于斜投影的多径利用相干波束形成方法

权利要求书

1.一种基于斜投影的多径利用相干波束形成方法，其特征在于，包括如下：

(1)在窄带多径环境下，雷达产生发射信号S，得到阵列雷达回波数据X，该回波数据X中含有直达波导向矢量a(θ₁)和反射波导向矢量a(θ₂)；

(2)根据直达波导向矢量a(θ₁)和反射波导向矢量a(θ₂)，得到合成导向矢量C、直达波导向矢量D和新的反射波导向矢量M，并分别张成合成子空间C、直达波子空间D和反射波子空间M；

(3)根据直达波导向矢量D和新的反射波导向矢量M，分别向直达波子空间D和反射波子空间M做投影，得到直达波导向矢量的正交投影矩阵和反射波导向矢量的正交投影矩阵

(4)根据反射波导向矢量的正交投影矩阵和直达波导向矢量的正交投影矩阵分别得到沿反射波子空间向直达波子空间做斜投影的斜投影算子E_D|M和沿直达波子空间向反射波子空间做斜投影的斜投影算子E_M|D；

(5)根据沿反射波子空间向直达波子空间做斜投影的斜投影算子E_D|M和沿直达波子空间向反射波子空间做斜投影的斜投影算子E_M|D，得到斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D；

5a)根据(5)得到的两个斜投影算子E_D|M和E_M|D，合成子空间分别向直达波子空间和反射波子空间做斜投影，得到斜投影后直达波方向矢量E_D|MC和斜投影后反射波方向矢量E_M|DC；

其中，(·)^H表示矩阵的共轭转置运算，(·)^-1表示矩阵求逆运算，ρ为反射系数；

5b)根据斜投影后直达波方向矢量E_D|MC和斜投影后反射波方向矢量E_M|DC，阵元接收信号分别向直达波子空间和反射波子空间做斜投影，得到斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D：

其中，P＝[p₁,p₂,…,p_N]^T为阵列的高斯白噪声，N为阵元个数；

(6)根据斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D，分别做常规波束形成，得到直达波输出信号Y_D|M和反射波输出信号Y_M|D：

其中，W为加权向量，|·|表示取模值；

(7)根据直达波输出信号Y_D|M和反射波输出信号Y_M|D，得到总的输出信号Y：

2.根据权利要求1所述的方法，其中(1)中的阵列雷达回波数据X，表示如下：

其中，a(θ₁)为直达波方向的导向矢量，a(θ₂)为反射波导向矢量，A＝[a(θ₁),a(θ₂)]为空间阵列流型矩阵，ρ为反射系数，P＝[p₁,p₂,…,p_N]^T为阵列的高斯白噪声。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(2)中的合成导向矢量C、直达波导向矢量D和新的反射波导向矢量M，分别表示如下：

C＝a(θ₁)+ρa(θ₂)

D＝a(θ₁)

M＝ρa(θ₂)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中(3)中的直达波导向矢量的正交投影矩阵和反射波导向矢量的正交投影矩阵通过下式计算：

其中，I为N×N维的单位矩阵，N表示阵元个数，(·)^H表示矩阵的共轭转置运算，(·)^-1表示矩阵求逆运算。

5.根据权利要求1所述的方法，其中(4)中的分别沿反射波子空间向直达波子空间做斜投影的斜投影算子E_D|M和沿直达波子空间向反射波子空间做斜投影的斜投影算子E_M|D，通过下式计算：