[发明专利]空间微动群目标多通道盲源分离方法

说明书

本发明公开了一种空间微动群目标多通道盲源分离方法，该方法是求解微动弹头群目标的多通道盲源分离问题，要求雷达接收回波数目大于等于群目标中弹头的数目；首先雷达发射单频脉冲信号，得到n个弹头的复数微动回波；随机设置正定混合矩阵，可得到n维的混合信号，并进行预处理；根据处理后的混合信号建立四阶累积量矩阵，进行联合对角化，建立目标函数；建立Givens旋转矩阵，找到满足目标函数的酉矩阵，即为解混矩阵；进而重构出源信号。本发明利用微动弹头回波具有非高斯特性，基于多元高斯分布的信号三阶以上的累积量为零的特点，建立四阶累积量矩阵，进行联合对角化处理，最终分离出每一个微动弹头回波。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别是一种空间微动群目标多通道盲源分离方法。

背景技术

战略弹道导弹的飞行轨迹可分为：助推段、中段以及再入段。由于助推段位于敌方可探测范围内，而再入段的飞行时间较为短暂，中段弹头飞行持续时间较长并且稳定，是作为探测敌方导弹的最佳阶段。导弹在中段飞行时，由于不存在大气阻力，在没有姿态控制器的情况下，大多数的诱饵以及母仓爆炸形成的碎片，都作翻滚运动，只有具有姿态控制的真弹头以及个别诱饵弹头作进动或者章动，按照既定轨道飞行。此外，由于在中段时，红外辐射的能力基本上消失，导致红外探测的手段基本无效。而预警雷达具有作用距离远以及全天时、全天候的特点，在战略弹道导弹的检测、识别、以及拦截和杀伤评估等方面发挥着至关重要的作用。

中段区域形成的群目标严重干扰了导弹防御系统的运作，当雷达检测到多个目标的混合回波时，其在时域和频域都是相互重叠不可分的。为了实现目标识别，必须先将每一个目标的回波信息分离出来。多通道盲源分离目前研究的较为全面，可分为正定盲源分离和欠定盲源分离。正定情况表示接收混合回波数目等于群目标数目，欠定情况表示接收混合回波数目小于群目标数目。对于正定盲源分离通常采用多个雷达接收体制，分别接收多个目标的线性混合信号，通常采用独立成分分析的方法进行信号分离，但是该方法存在相位、幅度以及分离顺序与源信号不相同的问题，对于目标识别而言，幅度问题可以经过归一化处理，分离顺序问题可以忽略，但是由于分离源信号的相位不是全部相反，使得分离后的信号难以统一处理，无法为后续目标识别做好铺垫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于四阶累积量联合对角化的空间微动群目标多通道盲源分离方法，为后续弹道导弹目标识别提供基础。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种空间微动群目标多通道盲源分离方法，包括以下步骤：

步骤1、对空间微动弹头目标发射单一频率脉冲，得到多个目标的微动复数回波；通过随机设置正定的混合矩阵，得到关于群目标微动弹头的复数混合回波，并对复数混合微动弹头回波进行预处理；

步骤2、根据预处理后的群目标微动混合回波建立四阶累积量矩阵，并进行联合对角化处理，建立目标函数，使目标函数最小化；

步骤3、建立复数Givens旋转矩阵，旋转混合信号中的每一行每一列，得到一个最优的酉矩阵，使目标函数最小化，从而得到解混矩阵，利用解混矩阵，重构出每一个复数微动弹头的回波。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本发明研究空中微动弹头的复数回波分离，建立复数Givens旋转矩阵，可实现复数信号的直接分离；(2)本发明设置矩阵M，并联合对角化，分离的信号与源信号相比，不存在相位相反的问题。

附图说明

图1是本发明基于四阶累积量联合对角化的空间微动群目标多通道盲源分离方法的流程示意图。

图2是本发明中多个雷达接收群目标回波系统示意图。

图3(a)、图3(b)是本发明中每一个微动目标回波复数回波实部、虚部示意图。

图4(a)、图4(b)是本发明中弹道导弹多通道群目标的混合回波实部、虚部示意图。