[发明专利]基于复旋转矩阵的非正交联合对角化回波信号处理方法

摘要

本发明实施例提供一种基于复旋转矩阵的非正交联合对角化回波信号处理方法，能够避免奇异解的出现，提高了计算效率。该方法包括(1)提取矩阵元素；(2)构造中间矩阵；(3)最小化代价函数；(4)求给定位置参数值下的第一旋转矩阵；(5)用(4)中求得的第一旋转矩阵更新回波信号的协方差复矩阵集合中的每一个协方差矩阵，得到新的矩阵组。同上述步骤(1)、(2)、(3)，提取新矩阵组中对应矩阵的元素，构造中间矩阵，最小化代价函数；(6)求给定位置参数值下的第二旋转矩阵；(7)更新完所有位置参数的取值，得到联合对角化因子矩阵。

主权项

一种基于复旋转矩阵的非正交联合对角化回波信号处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，雷达接收回波信号，并根据接收所述回波信号的先后顺序将所述回波信号进行分组，确定每组回波信号的协方差复矩阵作为第一协方差复矩阵，从而得到多个第一协方差复矩阵，所述多个第一协方差复矩阵具有相同的维数，且每个第一协方差复矩阵中的元素由位置参数进行指示；步骤2，将所述每个第一协方差复矩阵作为元素组成第一协方差复矩阵集合；将所述每个第一协方差复矩阵作为元素组成第一协方差复矩阵集合所述第一协方差复矩阵集合中包括多个第一协方差复矩阵Mk(i＝1,2,...,K)，其中，Mk(i＝1,2,...,K)是M×M维的复矩阵；步骤3，根据位置参数的指定值，分别提取所述多个第一协方差复矩阵中所述位置参数的指定值所指示的元素，并构造第一代价函数；其中，位置参数(p,q)依次取值如下：(p,q)＝(1,2),(1,3),…,(1,M),(2,3),…,(2,M),…,(M‑1,M)构造第一代价函数具体包括：(3a)记第一协方差复矩阵集合中每个第一协方差复矩阵Mk的第p行第q列元素为mk(p,q)，用表示mk(p,q)的实部，用表示mk(p,q)的虚部；(3b)令构造两个中间矩阵：(3c)令则构造第一代价函数如下：其中，J＝diag([‑1 1 1])，R1是一个3×3的矩阵，Cpq1(θ1,y1)为第一代价函数，θ1,y1均为的第一旋转矩阵的旋转参数，m'k(p,q)为第二协方差复矩阵Mk′的第p行第q列元素，m'k(q,p)为第二协方差复矩阵Mk′的第q行第p列元素，u为矩阵(R1,J)的最小正特征值对应的特征向量；步骤4，求解所述第一代价函数，得到第一旋转矩阵；步骤5，将所述多个第一协方差复矩阵分别与所述第一旋转矩阵相乘，相乘后得到多个第二协方差复矩阵，所述多个第二协方差复矩阵组成第二协方差复矩阵集合；步骤6，根据所述位置参数的指定值，分别提取第二协方差复矩阵集合中每个第二协方差复矩阵中所述位置参数的指定值指示的元素；步骤7，根据所述第二协方差复矩阵集合中每个第二协方差复矩阵中所述位置参数的指定值指示的元素，构造第二代价函数；步骤8，求解所述第二代价函数，得到第二旋转矩阵；步骤9，所述第二协方差复矩阵集合中每个第二协方差复矩阵与所述第二旋转矩阵相乘，相乘后得到多个第三协方差复矩阵，所述多个第三协方差复矩阵组成第三协方差复矩阵集合；步骤10，改变所述位置参数的指定值，将所述第三协方差复矩阵集合赋值给所述第一协方差复矩阵集合，然后循环执行步骤3至步骤9，直至遍历完所有位置参数，得到最终的第三协方差复矩阵集合；步骤11，若所述第一旋转矩阵的参数或所述第二旋转矩阵的参数中的至少一个满足对应的预设门限，则所述最终的第三协方差复矩阵集合中的每个第三协方差复矩阵即为对所述每组回波信号的协方差复矩阵进行非正交联合对角化的结果；若所述第一旋转矩阵的参数和所述第二旋转矩阵的参数同时不满足对应的预设门限，则继续循环执行步骤3至步骤10，直至所述第一旋转矩阵的参数和所述第二旋转矩阵的参数中的至少一个满足对应的预设门限。