(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211334456.2 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 中国人民解 放军海军大连舰艇学院 地址 116018 辽宁省大连市中山区解 放路 667号 (72)发明人 韩东　杨美娇　王丽霞　李军　 许林周　张美丽　杨悦　李宁　 (74)专利代理 机构 大连理工大 学专利中心 21200 专利代理师 梅洪玉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种阻带响应约束自适应空域滤波器设计 方法 (57)摘要 本发明提出一种阻带响应约束自适应空域 滤波器设计方法， 属于阵列信号处理技术领域。 本发明对阻带响应进行约束， 并使滤波器输出信 号范数与滤波器通带总体 响应误差之和最小。 该 滤波器设计方法解决了三个技术问题： 第一， 该 方法可以通过通带响应系数的调节， 控制通带各 方位目标信号的总体误差； 第二， 该方法能够通 过阻带响应约束值调节， 控制滤波器对阻带全 方 位干扰的总体抑制能力； 第三， 该方法设计效率 高， 有利于实时信号处 理。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115510687 A 2022.12.23 CN 115510687 A 1.一种阻带响应约束自适应空域滤波器设计方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： 步骤1： 选定需要保留的通带探测区域ΘP， 将通带探测区域ΘP离散化为P个方向， 获得 对应的平面波入射 方位角 θp,p＝1,…,P； 利用信号入射模型求其对 应的方向向量a( θp)以及 阵列流形矩阵VP＝[a( θ1),…,a( θp),…,a( θP)]， 并求出 步骤2： 选择需要抑制的干扰信号； 确定阻带干扰的数目S和干扰信号的阵列响应向量 vs； 生成由阻带阵列响应向量构成的阵列 流形矩阵VS＝[v1,…,vs,…,vS]， 1≤s≤S， 并求出 步骤3： 设置阻带响应约束值 ε和可调节系数k； 步骤4： 利用接收的阵列数据x(t)计算协方差矩阵Cx＝x(t)xH(t)； 步骤5： 利用公式 计算获得自适应空域滤波器的最优解 其中， 由式 确定。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115510687 A 2一种阻带 响应约束 自适应空域滤波器设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于阵列信号处理技术领域， 涉及 一种阻带响应约束且通带响应系数可调 的自适应空域滤波器设计方法。 背景技术 [0002]基于传感器阵列进行目标探测是提高目标定向、 定位精度的重要手段， 而传感器 阵列接收数据， 经常包含远场或近场强干扰。 受远近场强干扰影响， 导致基于传感器阵列的 目标定向、 定位精度下降， 目标侦察识别能力降低。 [0003]空域矩阵滤波技术， 是通过设计探测空域的通带和阻带， 并采用适当的滤波器设 计方法， 实现空域滤波器对通带和阻带期望的响应效果。 将滤波器矩阵与传感器接 收的阵 列数据相乘以实现空域滤波， 经空域滤波处 理能够抑制阻带干扰， 并保留通带有用信号。 [0004]常规空域滤波器设计技术主要通过固定的通带和阻带划分， 产生对通带和阻带特 定的滤波响应效果。 当空域中干扰的强度变化时， 常规空域滤波器不能够根据干扰的能量 级自适应调节对干扰空域的抑制能力。 现有技术文献1 “空域矩阵滤波及其应用 ”(韩东,张 海勇,科学出版社,2016.4)对离散型、 加 权离散型、 连续型滤波器的设计进行了详细阐述， 其设计方法均为常规空域滤波器设计方法。 [0005]现有技术文献2 “自适应空域矩阵滤波器设计和目标方位估计 ”， 冯杰,杨益新,孙 超,系统仿真学报,2007,19(20):4798 ‑4802； 以及现有技术文献3 “Convex Optimization   Based Beam‑Space Preprocessing  With Improved  Robustness  Against Out‑of‑Sector  Sources”,Hassanien  A,Elkader  S A,Gershman  AB等,IEEE Trans.Signal  Processing, 2006,54(5):1587 ‑1595， 设计了自适应空域滤波器设计方法， 对通带各个方位的响应误差 和阻带特定方位的响应进行约束。 其中的通带和阻带设置， 均是利用远场平面波信号入射 到阵列的模型。 即需要探测的目标信号位于远场平面波模型中的空域通带， 干扰信号位于 远场平面波模型中的阻带。 该方法的缺点主要有两点： 一是干扰信号的入射模型限制 到了 平面波入射， 适用性不广泛。 该模型没有考虑到信号传播的复杂性， 当噪声为近场干扰入射 模型或经多径入射后的模型， 此时的阻带设计应与干扰的空间入射响应向量相适应， 而非 平面波方向向量。 二是求解效率低， 运算量大， 时效性差。 设计方法需要转换为二阶锥规划 求解， 不能给 出简洁的最优解表达式， 进 而也影响该技 术的实用性。 发明内容 [0006]本发明的目的是提供一种阻带响应约束且通带系数可调的自适应空域滤波器设 计方法， 并直接给出滤波器的最优解。 该滤波器设计方法解决了三个技术问题： 第一， 该方 法可以通过通带响应系数的调节， 控制通带各方位目标信号的总体误差； 第二， 该方法能够 通过阻带响应约束值调节， 控制滤波器对阻带全方位干扰的总体抑制能力； 第三， 该方法设 计效率高， 有利于实时信号处 理。 [0007]本发明的技 术方案是：说　明　书 1/3 页 3 CN 115510687 A 3