[发明专利]基于空时自适应处理雷达的和差波束形成方法

摘要

本发明公开一种基于空时自适应处理雷达的和差波束形成方法，主要解决现有技术主瓣响应失真的问题。其实现步骤是：1.在信号处理机中输入空时自适应处理雷达的采样数据；2.根据采样数据估计得到采样协方差矩阵；3.设计五个约束点的角度和多普勒；4.根据采样协方差矩阵和五个约束点，设计和波束权矢量；5.根据采样协方差矩阵和五个约束点，设计空域差波束权矢量；6.根据采样协方差矩阵和五个约束点，设计时域差波束权矢量；7.根据采样数据和波束权矢量，得到和波束、空域差波束和时域差波束的输出信号。本发明通过幅度相位联合约束、导数约束和多个零点约束，实现了空时自适应处理雷达的和差波束主瓣保形，可用于目标跟踪。

主权项

1.基于空时自适应处理STAP雷达的和差波束形成方法，包括：1)在信号处理机中输入空时自适应处理STAP雷达检测目标的采样数据X，该数据X包含目标、杂波和噪声；2)根据采样数据X估计得到采样协方差矩阵3)设计五个约束点的角度和多普勒频率，即五个约束点分别为(θi,fdi),i＝0,1,…,4，其中θ0和fd0分别为假设目标的角度和多普勒频率，其余四个约束点的角度分别为θ1＝θ0，θ2＝θ0，θ3＝θ0+3°，θ4＝θ0‑3°，其余多普勒频率分别为fd1＝fd0‑30Hz，fd2＝fd0+30Hz，fd3＝fd0，fd4＝fd0；4)设计和波束权矢量：4a)根据步骤3)中五个约束点的角度及多普勒频率(θi,fdi)，计算五个约束点的导向矢量s(θi,fdi)；4b)根据步骤4a)中五个约束点的导向矢量s(θi,fdi)，构建和波束约束矩阵：CΣ＝[s(θ0,fd0),s(θ1,fd1),s(θ2,fd2),s(θ3,fd3),s(θ4,fd4)]；4c)根据步骤4a)中第一约束点的导向矢量s(θ0,fd0)与步骤4b)中和波束约束矩阵CΣ，构建和波束响应矢量：其中(·)H表示共轭转置操作；4d)根据步骤2)、步骤4b)和步骤4c)的结果，计算和波束权矢量：其中(·)‑1表示求逆操作；5)设计空域差波束权矢量：5a)根据步骤4a)中第一约束点的导向矢量s(θ0,fd0)，计算第一约束点导向矢量的角度偏导数sθ(θ0,fd0)和多普勒偏导数sfd(θ0,fd0)；5b)根据步骤4a)中五个约束点中前三个点的导向矢量s(θ0,fd0)、s(θ1,fd1)和s(θ2,fd2)与步骤5a)中第一约束点导向矢量的角度偏导数sθ(θ0,fd0)和多普勒偏导数sfd(θ0,fd0)，构建空域差波束约束矩阵：CΔs＝[sθ(θ0,fd0),s(θ0,fd0),s(θ1,fd1),s(θ2,fd2),sfd(θ0,fd0)]；5c)设定空域差波束响应矢量为：fΔs＝[1,0,0,0,0]T，其中(·)T表示转置操作；5d)根据步骤2)、步骤5b)与步骤5c)的结果，计算空域差波束权矢量：6)设计时域差波束权矢量：6a)根据步骤4a)中五个约束点中第一、四、五个点的导向矢量s(θ0,fd0)、s(θ3,fd3)和s(θ4,fd4)与步骤5a)中第一约束点导向矢量的角度偏导数sθ(θ0,fd0)和多普勒偏导数sfd(θ0,fd0)，构建时域差波束约束矩阵：CΔt＝[sfd(θ0,fd0),s(θ0,fd0),s(θ3,fd3),s(θ4,fd4),sθ(θ0,fd0)]；6b)设定时域差波束响应矢量为：fΔt＝[1,0,0,0,0]T；6c)根据步骤2)、步骤6a)和步骤6b)的结果，计算时域差波束权矢量：7)根据步骤4d)、步骤5d)和步骤6c)的结果，得到和波束的输出信号YΣ、空域差波束的输出信号YΔs和时域差波束的输出信号YΔt：YΣ＝wΣHX，YΔs＝wΔsHX，YΔt＝wΔtHX。