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专利号: 2020103334531
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.机载STAP雷达快速去互耦的杂波协方差矩阵估计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过机载雷达阵列模型得到原始雷达回波信号;

S2、根据所述原始雷达回波信号,利用稀疏线性结构与均匀线性结构之间的关系得到由稀疏线性结构组成的虚拟结构对应的协方差矩阵估计值的模型;

所述步骤S2包括以下步骤:S201、根据所述原始雷达回波信号,利用稀疏线性结构与均匀线性结构之间的关系计算得到互耦条件下的虚拟雷达回波信号;

S202、根据所述虚拟雷达回波信号得到杂波协方差矩阵估计值;

所述步骤S202中杂波协方差矩阵估计值的表达式如下:Ω=ZΓ

其中,RcΩ表示杂波协方差矩阵估计值,Nc表示每个距离单元中杂波块的数量,E(·)表示求期望运算,ac,i表示第i块杂波的幅度,C表示带有互耦矩阵的均匀线性阵列,ΓA表示阵列选择矩阵,ΓP表示脉冲选择矩阵, 表示第i块杂波对应的空间导引矢量,v(fc,i)表示H

第i块杂波对应的时间导引矢量,v表示v的共轭转置,V表示空时导引矢量矩阵, 表示第i块杂波对应的空时导引矢量,I表示单位矩阵,Ru表示杂波协方差矩阵的实际值,Z表示阵列互耦矩阵作用于系统的影响矩阵,Γ表示阵列和脉冲选择矩阵的克罗内克积,Rc表H

示均匀线性结构的杂波协方差矩阵,Ω表示互耦和稀疏线性结构影响的矩阵,Ω表示Ω的共轭转置;

S203、根据所述杂波协方差矩阵估计值得到其误差变量,并根据误差统计特性得到由稀疏线性结构组成的虚拟结构对应的协方差矩阵估计值的模型;

S3、根据所述协方差矩阵估计值的模型,完成对机载STAP雷达去互耦的快速杂波协方差矩阵估计。

2.根据权利要求1所述的机载STAP雷达快速去互耦的杂波协方差矩阵估计方法,其特征在于,所述步骤S1中机载雷达阵列模型包括均匀线性结构的杂波加噪声协方差矩阵以及稀疏线性结构的杂波加噪声协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的机载STAP雷达快速去互耦的杂波协方差矩阵估计方法,其特征在于,所述均匀线性结构的杂波加噪声协方差矩阵的表达式如下:H

Ru=E[xuxu]

H 2

=VPV+σnINM

2

=Rc+σnINM

2

其中,Ru表示均匀线性结构的杂波加噪声协方差矩阵,σn 为噪声功率,E[·]表示求期H

望运算,xu表示训练样本,xu 表示xu的共轭转置,V表示空时导引矢量矩阵,P表示杂波功率H

协方差矩阵,V 表示V的共轭转置,INM表示单位阵,Rc表示均匀线性结构的杂波协方差矩阵,所述均匀线性结构的杂波协方差矩阵的结构如下:(n)

其中,Rc(u,v)表示均匀线性结构的杂波协方差矩阵Rc的结构,R 表示杂波协方差矩阵结构Rc(u,v)中对应的第n个块矩阵,且n=‑M,…,‑2,1,2,…M,M表示块矩阵的数量。

4.根据权利要求2所述的机载STAP雷达快速去互耦的杂波协方差矩阵估计方法,其特征在于,所述稀疏线性结构的杂波加噪声协方差矩阵的表达式如下:H

Rcs=ΓRcΓ

其中,Rus表示稀疏线性结构的杂波加噪声协方差矩阵,E[·]表示求期望运算,xus表示H

没有距离模糊的距离单元的空时杂波加噪声快照,xus表示xus的共轭转置,Nc表示每个距离单元中杂波块的数量,ac,i表示第i块杂波的幅度, 表示第i块杂波的空时转向矢2

量, 表示vs的共轭转置,σn 表示噪声功率, 表示维度为NsMs单位阵,Γ表示阵列和脉H

冲选择矩阵的克罗内克积,Rc表示均匀线性结构的杂波协方差矩阵,Γ表示Γ的共轭转置,Rcs表示稀疏结构对应的杂波协方差矩阵,ΓA表示阵列选择矩阵,ΓP表示脉冲选择矩阵。

5.根据权利要求1所述的机载STAP雷达快速去互耦的杂波协方差矩阵估计方法,其特征在于,所述步骤S203中协方差矩阵估计值模型的表达式如下:其中, 表示h的实部和虚部, 和 分别表示复变量的实部和虚部,表示伪(i)

逆,Z1和Z2分别表示由矩阵Z分成的具有相同维度的子矩阵,h表示由中间变量h 组成的矩阵,且i=1,2…N,N表示对应的均匀线性阵列维度,IΓ表示单位阵,R*(H)表示 运算H 2

的结果,表示h的共轭,Ω表示Ω的共轭转置, 表示杂波协方差矩阵的估计值,σn 表示噪声功率,Ω表示互耦和稀疏线性结构影响的矩阵。