基于波束保形的阵列雷达自适应抗干扰方法

摘要

本发明公开了一种基于波束保形的阵列雷达自适应抗干扰方法，主要解决现有技术形成的波束主瓣不平坦以及不适用于多点约束的问题。其实现步骤是：1.采集阵列雷达检测目标的采样数据；2.设计优化的三个约束点的导向矢量；3.根据步骤2中的导向矢量构建数学模型；4.设计数学模型的约束矢量，并根据该约束矢量求解数学模型的自适应权矢量；5.用自适应权矢量对干扰信号进行抑制，得到输出数据。本发明通过在主波束多个点内采用线性约束，通过设置相位响应的值实现对目标信号相位的匹配，避免了干扰对检测性能的影响；同时通过设置主波束幅度响应为1，使主波束能均匀覆盖观测区域，提高了阵列雷达的目标检测性能，可用于多目标的检测。

主权项

基于波束保形的阵列雷达自适应抗干扰方法，包括：1)在阵列信号处理机中输入阵列雷达检测目标的采样数据X，该数据X包含目标和干扰信号；2)设计优化的三个约束点的导向矢量：2a)设计三个约束点的角度，即第一个约束点的角度θ₁是估计的目标到达角，第二个约束点的角度θ₂＝θ₁‑3°，第三个约束点的角度θ₃＝θ₁+3°；2b)根据步骤2a)中三个约束点的角度θ₁、θ₂、θ₃，计算优化的三个约束点的导向矢量分别为a(θ₁)，a(θ₂)，a(θ₃)；3)根据步骤2b)中三个约束点的导向矢量a(θ₁)，a(θ₂)，a(θ₃)构建数学模型，即使得w^HC＝u^T，其中，w为待求的自适应权矢量，(·)^H表示共轭转置操作，(·)^T表示转置操作，为采样数据的协方差矩阵，C＝[a(θ₁)a(θ₂)a(θ₃)]为约束矩阵，为约束矢量，为待求的两个不同约束相位，j表示虚数；4)设计约束矢量：4a)根据步骤3)中的约束矩阵C和采样协方差矩阵计算得到一个中间矩阵${\left(C^H{{\hat{R}}_x}^{-1}C\right)}^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}{\tilde{a}}_{11}& {\tilde{a}}_{12}{e}^{j{\tilde{b}}_{12}}& {\tilde{a}}_{13}{e}^{j{\tilde{b}}_{13}}\\ {\tilde{a}}_{12}{e}^{-j{\tilde{b}}_{12}}& {\tilde{a}}_{22}& {\tilde{a}}_{23}{e}^{j{\tilde{b}}_{23}}\\ {\tilde{a}}_{13}{e}^{-j{\tilde{b}}_{13}}& {\tilde{a}}_{23}{e}^{-j{\tilde{b}}_{23}}& {\tilde{a}}_{33}\end{array}\right]$其中，(·)^‑1表示求逆操作，为上述中间矩阵中的九个数值不同的中间数；4b)根据步骤4a)中的第七个中间数和第九个中间数得到第二个约束点的约束相位和第三个约束点的约束相位4c)根据步骤4b)中的第二个约束点的约束相位和第三个约束点的约束相位得到约束矢量为5)求解自适应权矢量：根据步骤3)中的约束矩阵C以及步骤4c)中的约束矢量u得到自适应权矢量为：$w={{\hat{R}}_x}^{-1}C{\left(C^H{{\hat{R}}_x}^{-1}C\right)}^{-1}u;$6)根据步骤5)中的自适应权矢量w对干扰信号进行抑制，得到抑制干扰后的输出信号Y＝w^TX，其中，(·)^T表示转置操作。