專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直達(dá)波干擾抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直達(dá)波干擾抑制方法，特別涉及一種將RLS濾波器和NLMS濾波器相結(jié)合的直達(dá)波干擾抑制方法，屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
外輻射源雷達(dá)通常有兩個(gè)接收天線，一個(gè)是直達(dá)波天線，指向輻射源接收其發(fā)射的信號(hào)；另一個(gè)是回波天線，指向搜索空域接收運(yùn)動(dòng)目標(biāo)反射的回波信號(hào)。其配置如圖I所示，輻射源發(fā)射的信號(hào)除了被目標(biāo)反射外，還可經(jīng)其它路徑進(jìn)入回波天線，如直接從回波天線副瓣進(jìn)入的直達(dá)波干擾和經(jīng)地面反射進(jìn)入回波天線主瓣的雜波干擾等。因此，回波天線接收到的信號(hào)中有很強(qiáng)的直達(dá)波及雜波干擾，而目標(biāo)反射的回波信號(hào)與之相比十分微弱， 如果不對(duì)直達(dá)波及雜波干擾進(jìn)行有效的抑制，就無(wú)法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。直達(dá)波及雜波干擾抑制的方法有很多，自適應(yīng)干擾對(duì)消是其中非常有效的一種。常用的自適應(yīng)干擾對(duì)消方法有維納濾波器、最小均方(LMS, Least Mean Square)濾波器、歸一化最小均方(NLMS, Normalized Least Mean Square)濾波器、遞推最小二乘(RLS,Recursive Least Squares)濾波器等。其中，維納濾波器要求輸入過(guò)程是廣義平穩(wěn)的，當(dāng)回波天線指向固定時(shí)，直達(dá)波和雜波干擾信號(hào)起伏比較緩慢，濾波器性能較好；而當(dāng)雷達(dá)工作于搜索模式，回波天線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，直達(dá)波和雜波干擾信號(hào)起伏很大，不再滿足平穩(wěn)條件，造成對(duì)消性能的下降，因此維納濾波器不適用于回波天線轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。LMS濾波器在時(shí)變環(huán)境中具有一定的跟蹤性能，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量小、實(shí)現(xiàn)方便。但當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)，由于梯度噪聲的放大影響，濾波器有可能失效。NLMS濾波器在LMS濾波器的基礎(chǔ)上將權(quán)值更新增量用信號(hào)的平方歐式范數(shù)進(jìn)行了歸一化，減小了信號(hào)幅度波動(dòng)對(duì)濾波器性能的影響，提高了收斂速度。RLS濾波器的增益向量隨遞推變化，能夠較好地適應(yīng)平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境，適合天線掃描情況，與LMS濾波器用統(tǒng)一的步長(zhǎng)因子相比，具有良好的收斂性，收斂后穩(wěn)態(tài)誤差小，但是運(yùn)算量比LMS濾波器大得多。M階RLS濾波器每一點(diǎn)數(shù)據(jù)更新需要實(shí)數(shù)乘法運(yùn)算量為14M2+16M，運(yùn)算量與濾波器階數(shù)的平方成正比；而厘階LMS濾波器每一點(diǎn)數(shù)據(jù)更新需要實(shí)數(shù)乘法運(yùn)算量約為8M，與濾波器階數(shù)成正比?？梢?jiàn)，當(dāng)濾波器階數(shù)較高時(shí)(一般需要上百階)，RLS濾波器運(yùn)算量十分巨大。下面對(duì)RLS濾波器和NLMS濾波器給出較詳細(xì)的介紹。最小二乘(LS, Least Squares)濾波器的準(zhǔn)則是使各時(shí)刻期望信號(hào)與濾波器輸出之差的平方和(即代價(jià)函數(shù)I (n))最小￠00 = X 廣 I e(i) I2(I)
；=1設(shè)濾波器階數(shù)為M，定義直達(dá)波信號(hào)數(shù)據(jù)矩陣為
"http://(I) 0…0'
"⑵u{\) …011M W=…
u{n) u(n -1) *■ u(n - M +1)(2)
LS濾波器表述為
權(quán)利要求
1.一種直達(dá)波干擾抑制方法，其特征在于米用將RLS濾波器和NLMS濾波器相結(jié)合的方法構(gòu)造了一種新的自適應(yīng)對(duì)消濾波器，對(duì)近處干擾較強(qiáng)的雜波采用RLS濾波器進(jìn)行對(duì)消，遠(yuǎn)處干擾相對(duì)較弱的雜波采用NLMS濾波器進(jìn)行對(duì)消，該方法的步驟為 1)參數(shù)初始化，具體包括 根據(jù)雜波的分布特點(diǎn)確定對(duì)消濾波器階數(shù)M、RLS濾波器階數(shù)M&s和NLMS濾波器階數(shù)MNLMS， 對(duì)消濾波器權(quán)系數(shù)向量
全文摘要
本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將RLS濾波器和NLMS濾波器相結(jié)合的直達(dá)波干擾抑制方法。該方法包括如下步驟(1)濾波器參數(shù)初始化，包括對(duì)消濾波器參數(shù)、RLS濾波器參數(shù)和NLMS濾波器參數(shù)；(2)更新輸入向量u(n)、uRLS(n)和uNLMS(n)；(3)計(jì)算n時(shí)刻的估計(jì)誤差e(n)，即濾波器在n時(shí)刻的對(duì)消結(jié)果；(4)更新RLS濾波器權(quán)系數(shù)(5)更新NLMS濾波器的權(quán)系數(shù)本發(fā)明降低了RLS濾波器的階數(shù)，減小了實(shí)時(shí)處理運(yùn)算量，具有較快的收斂速度、較好的跟蹤性能、較好的穩(wěn)態(tài)精度和較低的目標(biāo)能量損失，同時(shí)又提高了直達(dá)波干擾抑制效果。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102736069SQ20121022766
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者馮遠(yuǎn), 卓智海, 單濤, 陶然 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)