[发明专利]一种直达波及其多径干扰的抑制方法

摘要

本发明涉及一种直达波及其多径干扰的抑制方法，该方法采用子带自适应RLS加NLMS滤波的方法，属于雷达目标探测技术领域。1）子带分解，2）各个子带的信号分别通过RLS结合NLMS滤波，3）子带综合。提高了直达波和回波通道间频率特性的一致性，提高了系统的对消性能；大大降低了宽带信号下自适应对消算法的运算量，在天线扫描工作时，具有较快的收敛速度和较好的跟踪能力。

主权项

一种直达波及其多径干扰的抑制方法，其特征在于：该方法在每个子带内采用RLS算法与NLMS算法相结合的滤波方法，具体步骤为：1）子带分解将直达波、回波信号分别通过分析滤波器组分解为L个子带，有关的数学描述如下：（1）式是将直达波信号分解为L个子带的数学表达式；（2）式是将目标回波信号分解为L个子带的数学表达式；（3）式是子带分解滤波器组的数学描述：xm(n)=x(n)*hm(n)           （1）dm(n)=d(n)*hm(n)            （2）hm(n)=h(n)e‑j2πmn/M   （3）式中m=0，1，…，L‑1；h(n)为子带分解滤波器采用的原型滤波器；2）各个子带的信号分别通过RLS结合NLMS滤波天线扫描情况下，采用RLS与NLMS结合的方法，设第m个子带的信号进行M倍抽取后的直达波信号向量为Xm(n)=[xm(Mn) xm(M(n‑1)) … xm(M(n‑M+1))]T滤波器系数更新公式如下： w ( n - 1 ) = w RLS T ( n - 1 ) w NLMS T ( n - 1 ) T - - - ( 4 ) 在（4）式中， w RLS ( n ) = w RLS ( n - 1 ) + k ( n ) e m * ( Mn ) - - - ( 5 ) w NLMS ( n ) = w NLMS ( n - 1 ) + μ e m * ( Mn ) X m ( n ) δ + X m H ( n ) X m ( n ) - - - ( 6 ) 在（5）、（6）式中，em(Mn)=dm(Mn)‑wH(n‑1)Xm(Mn)     （7） k ( n ) = λ - 1 P ( n - 1 ) X m ( n ) 1 + λ - 1 X m H ( n ) P ( n - 1 ) X m ( n ) - - - ( 8 ) P(n)=λ‑1P(n‑1)‑λ‑1k(n)XmH(n)P(n‑1)       （9）3）子带综合将各个子带的信号对消结果进行内插，然后通过子带综合滤波器合成最终的输出信号，其数学描述如（10）式所示；（11）式为子带综合滤波器的数学表达式： y ( n ) = Σ m = 0 M - 1 f m ( n ) ⊗ e m ( n ) - - - ( 10 ) fm(n)=f(n)ej2πmn/M，m=0,1,…,L‑1     （11）式中fm(n)为第m个综合滤波器系数，f=[f(0),…,f(N‑1)]T为所采用的子带综合滤波器的原型滤波器；x(n)：直达波信号；d(n)：回波信号；hm(n)：第m个子带分析滤波器；xm(n)：直达波信号经过子带分解得到的第m个子带的信号；xm(Mn)：xm(n)下抽M倍得到的信号；dm(n)：回波信号经过子带分解得到的第m个子带的信号；dm(Mn)：dm(n)下抽M倍得到的信号；w(n)：RLS+NLMS滤波器系数；wRLS(n)：RLS滤波器系数；wNLMS(n)：NLMS滤波器系数；em(Mn)：第m个子带的对消结果；em(n)：em(Mn)内插M倍后得到的结果；λ：RLS滤波器的遗忘因子；k(n)：RLS算法中时变增益向量；P(n)：RLS算法中计算k(n)的中间变量δ：小的正常数，防止除法溢出，这里δ取0.001；μ：NLMS算法的更新步长；fm(n)：第m个子带综合滤波器；y(n)：对消后输出信号；M：下抽取及内插倍数。