[发明专利]基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法

摘要

本发明涉及一种基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法，包含：利用直达波信号的恒模特性，通过空时恒模方法提取直达波信号，并通过相干匹配将阵列时域数据转换为距离‑多普勒域的二维阵列数据；将二维阵列数据进行分块，并在多普勒域通过自适应对角加载波束形成方法进行波束对消，抑制直达波信号并提取目标弱回波信号。本发明在“距离‑多普勒”二维数据域进行自适应波束合成，并对距离维进行分块，且避开多普勒为零的区域，极大改善了基于常规波束合成方法进行直达波抑制时目标弱回波信号抵消且算法自由度大部分用于直达波抑制的问题，提升目标弱回波信号检测性能；在多径、干扰存在下提取直达波信号，性能稳定、可靠，且高效。

主权项

1.一种基于自适应多普勒域波束对消的直达波抑制方法，其特征在于，包含如下内容：步骤1、利用直达波信号的恒模特性，通过空时恒模方法提取直达波信号，并通过相干匹配将阵列时域数据转换为距离‑多普勒域的二维阵列数据；步骤2、将二维阵列数据进行分块，并在多普勒域通过自适应对角加载波束形成方法进行波束对消，抑制直达波信号并提取目标弱回波信号；所述的步骤1包含如下内容：步骤11、使用L通道阵列天线并根据Nyquist采样定理同步采集目标辐射的无线电信号，获取信号的阵列时域数据；步骤12、根据信号的阵列时域数据估算出直达波的DOA信息，通过基于方向约束的空时恒模算法提取直达波信号；步骤13、将提取到的直达波信号作为参考信号，与天线阵列的每通道时域数据进行相干匹配运算，将阵列时域数据转换为距离‑多普勒域的二维阵列数据；所述的步骤11中，信号阵列模型表示为：X(t)＝AS(t)+N(t)，其中，N(t)为L×1维的噪声数据矢量，，A为L×(N_m+1)维阵列流型矩阵，L为阵元个数，N_m为参考通道中多径杂波干扰的总数，θ₀为直达波信号的来波方向，θ_i为第i条多径杂波的来波方向；S(t)为(N_m+1)×1维的信号矢量；s_d(t)＝d(t)和分别为直达波信号和多径杂波信号，τ_{m_i}为杂波干扰的时延，f_dm为多普勒偏移；所述的步骤12包含如下内容：估算直达波的DOA信息，采用恒模CMA算法，通过加权矩阵及引入直达波信号方向约束，提取直达波信号；通过加权矩阵及引入直达波信号方向约束，具体表示为：，其中，E表示期望，x(n)为第n个时刻的输出，vec为矩阵的向量化，且有：w_ij为第i个天线在第j个延迟时刻的加权系数，由其组成的加权矩阵为W＝<w_i,j>_L×P；X(n)为参考端第n个时刻的接收矩阵，P为延迟抽头系数的个数；假设A(θ₀)＝a(θ₀)·c，c＝[0,0,...,R₂,0,...,0]_1×P，且R₂位于第(P‑1)/2个元素，θ₀为直达波信号的来波方向，vec(W)^Hvec(A(θ₀))＝1为对直达波的方向约束，加权向量的更新公式为：，其中，X_N＝[vec(X(1)),vec(X(2)),...,vec(X(N))]，w＝vec(W)，通过得到：