一种外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法.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CN109358318A(43)申请公布日2019.02.19(21)申请号201811386832.6(22)申请日2018.11.20(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人芮义斌李坤合谢仁宏李鹏郭山红楼霓珊刘琳(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人马鲁晋(51)Int.Cl.G01S7/292(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法(57)摘要本发明公开了一种外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，包括以下步骤：首先通过阵列天线接收非合作信号源的混合信号，混合信号包括直达波信号、多径信号、目标回波信号；之后对混合信号进行预处理获得观测信号，并通过SOBI法对观测信号进行盲源分离，获得分离矩阵、未分离观测信号和目标回波信号；再对未分离观测信号进行降维处理；最后利用典型关联分析对降维后的未分离观测信号进行盲源分离，完成目标回波与直达波的提取。本发明利用SOBI盲源分离技术提取目标回波，利用相消技术减少目标回波对剩余信号影响，根据级联的典型关联分析算法实现直达波的提取，可以得到更纯净的直达波，无需单独设置参考通道接收直达波，有效的降低成本。CN109358318ACN109358318A权利要求书1/2页1.一种外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过阵列天线接收非合作信号源的混合信号x(t)，混合信号包括直达波信号、多径信号、目标回波信号；步骤2、对混合信号进行预处理获得观测信号并通过SOBI算法对所述观测信号进行盲源分离，获得分离矩阵V、未分离观测信号y(t)和目标回波信号y1(t)；步骤3、结合所述分离矩阵V，对未分离观测信号y(t)进行降维处理；步骤4、利用典型关联分析对所述降维后的未分离观测信号y(t)进行盲源分离，完成目标回波与直达波的提取。2.根据权利要求1所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤1所述非合作信号源的信号采用QPSK调制信号，通过阵列天线接收到的混合信号的模型x(t)为：x(t)＝As(t)+n(t)T式中，s(t)＝[sd(t),sc1(t),...,scl(t),st(t)]，sd(t)表示直达波，sc1(t),...,scl(t)表示多个多径信号，st(t)表示目标回波信号，A表示为阵列天线的阵列流型视为混合矩阵，n(t)表示高斯白噪声信号，t为接收信号的时间。3.根据权利要求1或2所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤2所述对混合信号进行预处理具体为：对混合信号进行零均值和白化处理。4.根据权利要求3所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤2所述通过SOBI算法对观测信号进行盲源分离，具体为：步骤2-1、对取K个时延信号并取的自相关矩阵为其中k＝1,...,K；步骤2-2、将2K个时延信号的自相关矩阵构成自相关函数M：式中，其中p＝1,...,K；步骤2-3、假设分离矩阵V为N×N的单位矩阵，依次采用GIVENS旋转与Hyperbolic旋转对M进行极分解，所用公式为：-1-HN′＝H(αij，βij)M′H(αij，βij)其中，θij，为GIVENS旋转矩阵中旋转角度的参数，αij，βij为Hyperbolic旋转矩阵中旋转角度的参数，1≤i＜j≤N；步骤2-4、利用雅克比迭代方法遍历1≤i＜j≤N即遍历步骤2-3中的公式，从而获得分离矩阵V、未分离观测信号y(t)和目标回波信号y1(t)。5.根据权利要求4所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤3所述结合分离矩阵V，对未分离混合信号y(t)进行降维处理具体为：步骤3-1、根据目标回波信号y1(t)从分离矩阵V找出其对应的分离向量v1；步骤3-2、对分离矩阵V中除目标回波信号y1(t)对应的分离向量v1的所有分离向量进行正交化处理，获得降维分离矩阵vnew，所用公式为：2CN109358318A权利要求书2/2页vk_new＝vk-<vk,v1>/<v1,v1>v1式中，vk_new为利用目标回波信号的分离向量对分离向量vk进行正交化后新的分离向量，vk为分离矩阵V中除分离向量v1之外的任意一个分离向量。6.根据权利要求5所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤3-2所述正交化处理具体采用施密特正交化法。7.根据权利要求6所述的外辐射源雷达盲源分离提取目标回波与直达波的方法，其特征在于，步骤4所述利用典型关联分析对降维后