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一种针对RFPA信号旁瓣抑制的快速迭代自适应滤波方法 

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申请/专利权人:北京理工大学

摘要:本发明提出一种针对RFPA信号旁瓣抑制的快速迭代自适应滤波方法,该方法考虑了距离徙动的影响,首先建立RFPA信号的回波信号模型,并对回波信号进行二维匹配滤波处理。然后,采用“十字型”窗函数对匹配滤波结果进行提取,并构建迭代自适应滤波器对其进行滤波处理。其次,利用目标的稀疏特性,选择主要元素来计算滤波器所涉及的协方差矩阵,从而降低迭代自适应滤波器的计算复杂度。最终,经过多次迭代,该方法能够以较低的计算复杂度来实现RFPA信号的距离‑多普勒旁瓣抑制。

主权项:1.一种针对RFPA信号旁瓣抑制的快速迭代自适应滤波方法,其特征在于,包括:步骤1:建立RFPA信号的回波模型,对回波信号进行二维匹配滤波处理,具体方法如下:假设RFPA信号的信号模型表示为: 其中,M为一个相参处理间隔内发射的脉冲数,为第m个发射信号的基带信号,Tp为脉冲宽度,fm是第m个脉冲的载频,且fm∈[fc-B2,fc+B2],fc是中心频率,B是频率捷变范围;是快时间,tm=mTr+Tm是慢时间,Tm是第m个脉冲的脉冲间隔随机捷变量,且Tm=pmTr∈[0,Tw],Tr为平均脉冲重复间隔,Tw是脉冲间隔捷变范围,φ0是初始相位;以设置的最小距离间隔Δr和最小速度间隔Δv对感兴趣区域进行划分,得到L×2K+1个距离-多普勒单元,其中,L为距离单元个数,K为单边多普勒单元个数;考虑距离徙动的影响,第m个脉冲的回波信号表示为: 其中,表示第l,k个距离-多普勒单元的目标复散射系数,wk,m=4πfmkΔvc,为第m个脉冲的回波信号的加性白噪声;第m个基带回波在第l个距离单元所对应的N个连续采样点表示为: 其中,yml,yml+1,...,yml+N-1分别为公式2表示的第m个脉冲的回波信号的第一个、第二个直到第N个采样点的表达式; nml=[nml,nml+1,...,nml+N-1]T表示yml,yml+1,…,yml+N-1对应的加性白噪声;Δk,m为第k个多普勒单元的散射点在第m个回波处对应的距离徙动量,计算如下: 矩阵J为移位矩阵,令p=-n+Δk,m,则Jp定义如下: 且当p>N-1或p<-N+1时,Jp=0N×N;对基带回波信号进行二维匹配滤波处理,第l,q个距离-多普勒单元的二维匹配滤波结果表示为: 其中, 且rl=lΔr,vq=qΔv,Ts为采样间隔,H表示共轭;步骤2:对每一个距离-多普勒单元构建迭代自适应滤波器,具体方法如下:采用“十字型”窗函数对二维匹配滤波结果进行提取;其中,距离维处理窗的左右宽度分别为kr1,kr2,多普勒维的处理窗左右宽度分别为kd1,kd2;则距离维和多普勒维的处理窗长度分别为kr=kr1+kr2+1和kd=kd1+kd2+1;将“十字型”窗函数内的二维匹配滤波结果进行向量化: 其中, 且 其中, 采用加权最小均方误差准则对迭代自适应滤波器进行设计,其代价函数表示为: 其中,为干扰的协方差矩阵,b0l,q,q为n=0,k=q时bnl,k,q所对应的导向矢量; 为协方差矩阵;加权最小均方误差问题的闭式解为: 将Rl,q替换为其中,Γi表示将第i-1次迭代的估计值按照从大到小的顺序排列后,排在前面的部分元素的下标集合;第i次迭代得到的第l,k个距离-多普勒单元的估计值表示为: 根据公式17,遍历l∈[0,L-1]和q∈[-K,K],得感兴趣区域内所有距离-多普勒单元的复散射系数估计值步骤3:重复步骤2直至收敛,输出最后一轮迭代得到的其中初始的

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