[发明专利]一种基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法

权利要求书

1.一种基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取原始的雷达脉压数据；

对脉压数据进行挑选得到杂波样本数据；

利用杂波样本数据估计杂波协方差矩阵；

对杂波协方差矩阵进行特征值分解；

由特征值对应的特征向量构造脉压数据的杂波子空间；

计算杂波子空间的正交投影矩阵得到噪声子空间；

将原始的雷达脉压数据在噪声子空间上进行正交投影，获得去杂波后的脉压数据。

2.根据权利要求1所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述杂波样本数据同时满足以下条件：

含有杂波信号；

不含有目标信号；

杂波统计特性相同或相近；

噪声与杂波统计不相关；

噪声相互统计不相关且具有相同的方差。

3.根据权利要求2所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，原始的雷达脉压数据X具体为：

X＝S+C+W

其中，S为目标矩阵，C为杂波矩阵，W为噪声矩阵，X、S、C和W都为M×N的矩阵；M为单个脉冲的采样点数，N表示脉冲的个数。

4.根据权利要求3所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述杂波样本数据具体表示为：

其中，都为K×N的矩阵，K为样本个数，为样本杂波矩阵，为样本的噪声矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述杂波样本数据协方差矩阵具体为：

其中，为N×N的杂波协方差矩阵，σ²为噪声方差，I为对角线元素为1其余元素为0的单位矩阵，[]^H为共轭转置算子，R和I都为N×N的矩阵。

6.根据权利要求5所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述杂波样本数据协方差矩阵的特征值分解表示为：

其中，r为R的秩，即r＝rank(R)，U＝[u₁ u₂… u_n… u_N]^T为N×N的矩阵，∑＝diag(λ₁λ₂… λ_n… λ_N)为N×N的矩阵，标量λ_n和向量u_n(n＝1，2，…，N)为杂波协方差矩阵R的特征值及其对应的特征向量，向量u_n为N×1的矩阵，diag()表示对角阵。

7.根据权利要求6所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述由特征值对应的特征向量构造脉压数据的杂波子空间具体包括：

令

则

其中，

和分别为前r个大特征值和(N-r)个小特征值对应的特征向量组成的矩阵，其中，为N×r的矩阵，为N×(N-r)的矩阵，都为r×r的矩阵，为(N-r)×(N-r)的矩阵，所述大特征值为将杂波协方差矩阵R的特征值按照从大到小排序，选取的前r个非零特征值λ′_i，其中，i＝1，2，…，r，λ′₁≥λ′₂≥…≥λ′_r，剩余的(N-r)个特征值为小特征值；

由特征值分解的特点可知U是酉矩阵，具有如下性质

所述构造的杂波子空间为

其中，矩阵内积

8.根据权利要求7所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述噪声子空间具体的计算公式为：

。

9.根据权利要求8所述的基于正交投影的雷达杂波自适应抑制方法，其特征在于，所述去杂波后的脉压数据具体为：

其中，Y为M×N的矩阵，表示去杂波后的脉压数据。