1.色噪聲環(huán)境下基于約束Kalman波束形成方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)建立陣列天線接收信號(hào)模型;
(2)建立白噪聲環(huán)境下陣列接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)方程和量測(cè)方程,并應(yīng)用Kalman濾波五組方程,求解出白噪聲環(huán)境下陣列權(quán)矢量;
(3)對(duì)色噪聲進(jìn)行一階馬爾科夫建模,將有色量測(cè)噪聲白化,并在此基礎(chǔ)上對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)量測(cè)噪聲進(jìn)行量測(cè)擴(kuò)充;
(4)將色噪聲模型和擴(kuò)充后的量測(cè)帶入到Kalman濾波五組方程中,得到新的Kalman濾波方程,最后求解陣列天線權(quán)矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色噪聲環(huán)境下基于約束Kalman波束形成方法,其特征在于,所述的步驟(3)包括以下步驟:
(3.1)對(duì)量測(cè)噪聲進(jìn)行一階馬爾科夫建模,將有色量測(cè)噪聲白化,建立模型如下
Vm(k+1)=ψ(k+1,k)Vm(k)+ζ(k).
上式中,相關(guān)系數(shù)ψ(k+1,k)=exp(-βT),β為反相關(guān)時(shí)間,T為采樣時(shí)間間隔,ζ(k)為零均值高斯白噪聲,并且與vs(k)不相關(guān);
(3.2)將量測(cè)有色噪聲白化,對(duì)量測(cè)矩陣進(jìn)行擴(kuò)充得到
Y=B(k+1)Hw(k+1)+ψ(k+1,k)Vm(k)+ζ(k).
上式中,B(k)H為量測(cè)矩陣,Vm(k)為量測(cè)噪聲;將原來(lái)的量測(cè)方程進(jìn)行變換得到Vm(k)=Y(jié)-B(k)Hw(k),帶入到上式中得到
Y-ψ(k+1,k)Y=[γB(k+1)H-ψ(k+1,k)B(k)H]·
w(k)+B(k+1)Hvs(k)+ζ(k).
若設(shè)則上式可以轉(zhuǎn)化成量測(cè)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式
Z=H(k)w(k)+n(k).
由上式可知,新的量測(cè)噪聲n(k)為高斯白噪聲,并且其協(xié)方差矩陣為R*(k)=E[n(k)nH(k)]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色噪聲環(huán)境下基于約束Kalman波束形成方法,其特征在于,所述的步驟(4)包括以下步驟:
(4.1)將擴(kuò)充后的新的量測(cè)方程帶入到Kalman濾波方程中可以得到新的權(quán)值更新方程w(k+1)=K(k+1)[Z-H(k)w(k+1|k)].
上式中,K(k+1)為Kalman濾波增益;
(4.2)求取濾波增益K(k+1)
K(k+1)=P(k+1|k)HH(k)[H(k)P(k+1|k)HH(k)+R*(k)]-1.
上式中w(k+1|k)為狀態(tài)的一步預(yù)測(cè),P(k+1|k)為一步預(yù)測(cè)方差陣;
(4.3)求取w(k+1|k)和P(k+1|k);
w(k+1|k)=γw(k).
P(k+1|k)=γ2P(k)+Q.
其中P(k)為k時(shí)刻Kalman濾波方程的誤差方差陣;
(4.4)求取P(k+1)
P(k+1)=[I-K(k+1)H(k)]P(k+1|k).。