[发明专利]基于斜投影的多径利用相干波束形成方法

摘要

本发明公开了一种基于斜投影的多径利用相干波束形成方法，主要解决现有技术在多径环境中多径相干信号无法有效接收的问题。其方案是：根据回波数据，得到直达波导向矢量和反射波导向矢量的正交投影矩阵；根据直达波导向矢量和反射波导向矢量的正交投影矩阵，得到相对应的斜投影算子；根据得到的两个斜投影算子，计算斜投影后的直达波和反射波信号；对斜投影后的直达波和反射波信号分别做波束形成并将结果合并，得到总的输出信号；本发明由于对回波信号分别向直达波和反射波方向做斜投影，并将直达波信号和反射波信号的波束形成结果合并，有效利用了多径信息，提高了回波信号的信噪比，可用于对多径环境中多径相干信号的有效接收。

主权项

1.一种基于斜投影的多径利用相干波束形成方法，其特征在于，包括如下：(1)在窄带多径环境下，雷达产生发射信号S，得到阵列雷达回波数据X，该回波数据X中含有直达波导向矢量a(θ₁)和反射波导向矢量a(θ₂)；(2)根据直达波导向矢量a(θ₁)和反射波导向矢量a(θ₂)，得到合成导向矢量C、直达波导向矢量D和新的反射波导向矢量M，并分别张成合成子空间<C>、直达波子空间<D>和反射波子空间<M>；(3)根据直达波导向矢量D和新的反射波导向矢量M，分别向直达波子空间<D>和反射波子空间<M>做投影，得到直达波导向矢量的正交投影矩阵和反射波导向矢量的正交投影矩阵(4)根据反射波导向矢量的正交投影矩阵和直达波导向矢量的正交投影矩阵分别得到沿反射波子空间向直达波子空间做斜投影的斜投影算子E_D|M和沿直达波子空间向反射波子空间做斜投影的斜投影算子E_M|D；(5)根据沿反射波子空间向直达波子空间做斜投影的斜投影算子E_D|M和沿直达波子空间向反射波子空间做斜投影的斜投影算子E_M|D，得到斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D；5a)根据(5)得到的两个斜投影算子E_D|M和E_M|D，合成子空间分别向直达波子空间和反射波子空间做斜投影，得到斜投影后直达波方向矢量E_D|MC和斜投影后反射波方向矢量E_M|DC；其中，(·)^H表示矩阵的共轭转置运算，(·)^‑1表示矩阵求逆运算，ρ为反射系数；5b)根据斜投影后直达波方向矢量E_D|MC和斜投影后反射波方向矢量E_M|DC，阵元接收信号分别向直达波子空间和反射波子空间做斜投影，得到斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D：其中，P＝[p₁,p₂,…,p_N]^T为阵列的高斯白噪声，N为阵元个数；(6)根据斜投影后的直达波信号X_D|M和反射波信号X_M|D，分别做常规波束形成，得到直达波输出信号Y_D|M和反射波输出信号Y_M|D：其中，W为加权向量，|·|表示取模值；(7)根据直达波输出信号Y_D|M和反射波输出信号Y_M|D，得到总的输出信号Y：