一种基于盲源分离的主瓣干扰对消与目标角度估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111044979A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201911282102.6(22)申请日2019.12.13(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人程子扬杨益超李军邓明龙唐凌云何子述(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人邹裕蓉(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)G01S7/40(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于盲源分离的主瓣干扰对消与目标角度估计方法(57)摘要本发明涉及雷达通信技术领域，提供了一种利用盲源分离所分离出来的干扰通道对消其他天线通道中接收的干扰并进行单脉冲测角的干扰抑制方法。包含步骤：1、接收信号和干扰数据；2、获取接收天线阵列的输出数据；3、对面阵输出进行加权得到和差波束数据；4、对另一天线重复步骤1和2，并对接收数据进行盲源分离；5、提取分离后干扰数据；6、利用提取的干扰数据对得到的和差波束数据分别进行干扰对消；7、用干扰对消后的和差波束数据进行和差波束测角得到目标的方位角和俯仰角。本发明通过对分布式雷达中的一个通道进行盲源分离，并用使用该通道离出的干扰数据对其他天线通道进行干扰消除，大大节约了成本，更加快捷高效。CN111044979ACN111044979A权利要求书1/2页1.一种基于盲源分离的主瓣干扰对消与目标角度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)分布式雷达中L个天线接收雷达信号，所述雷达信号中包含有干扰数据；L为分布式雷达中天线总数，为大于等于3的整数；2)选择1个天线进行盲源分离步骤，同时其余L-1个天线进行和差波束提取步骤：盲源分离步骤：1个天线对接收的雷达信号进行盲源分离处理，提取出干扰通道的的干扰数据，并输出至其余L-1个天线的通道上；和差波束提取步骤：L-1个天线分别获取其均匀面阵输出数据，再通过均匀面阵输出数据得到和波束、方位角的差波束以及俯仰角的差波束；3)L-1个天线利用接收到的干扰数据分别对自己的和波束、方位角的差波束以及俯仰角的差波束进行干扰对消；4)分布式雷达系统对干扰对消后的L-1个天线的和波束、方位角的差波束以及俯仰角的差波束先进行匹配滤波之后，再进行和差波束测角得到方位角和俯仰角。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，对接收的雷达信号进行盲源分离处理的方式是，先对雷达接收数据X进行处理，得到均匀面阵输出雷达数据R1，采用JADE算法对均匀面阵输出雷达数据R1进行盲源分离处理。3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述JADE算法是：先对雷达数据R1进行白化，得到白化矩阵W，然后求白化雷达信号的四阶累积量矩阵Qz(T)，并对四阶累积量矩阵进行特征值分解，求得酉矩阵U的估计矩阵V，再根据估计矩阵V与白化矩阵W对雷达数据R1进行处理得到盲源分离结果为：其中，表示估计信号，H表示矩阵的共轭转置；其中，对雷达数据R1进行白化的具体步骤为:2-1-1)先求得雷达数据R1相关矩阵R，k表示观测时间序号变量，r(k)表示时刻k的雷达数据R1，N为观测时间总长度；2-1-2)对相关矩阵R进行特征值分解，R＝UΛUH，U为酉矩阵，Λ为对角矩阵；求取白化矩阵W，WH＝U，H为已知混合矩阵；2-1-3)求白化后雷达信号的四阶累积量矩阵Qz(T)：其中，cum(·,·,·,·,)为四阶累积量运算，T＝(qml)M×M为大小为M×M的任意一个非零矩阵，M表示源信号的数目，qml为非零矩阵第m行第l列的对应元素，中间运算矩阵z＝WR1，′为转置符号，zj1(k),zj2(k),zj3(k),zj4(k)分别表示时刻k的中间运算矩阵z的任意4列；2-1-4)最后对四阶累积量矩阵Qz(T)进行特征值分解，可以求得酉矩阵U的估计矩阵V。4.如权利要求1所述方法，其特征在于，天线获取其均匀面阵输出数据，再通过均匀面阵输出数据得到和波束、方位角的差波束以及俯仰角的差波束的方法是：2-2-1)构建均匀面阵的24个子阵矩阵、降维矩阵B和窗函数Win对接收到的雷达信号X进行处理，得到均匀面阵输出数据R1：2CN111044979A权利要求书2/2页R1＝B′*(VEC.*Win.*X)，其中′为转置符号，.*为点积，VEC为所有采样样本点位置矩阵Vec_pos_mat的合集；2-2-2)把24个子阵合并为16个子阵，得到输出数据R2；2-2-3)利用波束指向向量α0得到面阵波束指向向量α24：α24＝B'*(Vec_pos_mat.*α0)，其中，Vec_pos_mat是一个样本拉直后位置矩阵；再把α24合成16子阵波束指向向量α16，从而得到方位角和俯仰角的和差波束向量W