基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機載雷達雜波和干擾抑制【技術(shù)領域】，特別涉及基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法。該基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法包括以下步驟：機載雷達的接收陣列在對應方向接收到對應的回波信號；根據(jù)機載雷達每個方向接收的回波信號，在多普勒清晰區(qū)對應的多普勒通道范圍之內(nèi)，進行對應的恒虛警檢測，得到對應的恒虛警檢測結(jié)果；根據(jù)各個恒虛警檢測結(jié)果，得出轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向；然后得出轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶?；計算出自適應權(quán)值；根據(jù)所述自適應權(quán)值，對機載雷達的每個方向接收的回波信號進行干擾抑制和雜波抑制。
【專利說明】基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于機載雷達雜波和干擾抑制【技術(shù)領域】，特別涉及基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法，用于從根本上消除旁瓣轉(zhuǎn)發(fā)式干擾對動目標檢測的影響。
【背景技術(shù)】
[0002]基于數(shù)字射頻存儲器的轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾將接收到的雷達信號存儲，然后根據(jù)需要對信號進行延時、相位調(diào)制等處理后再轉(zhuǎn)發(fā)到雷達，產(chǎn)生類似于目標回波的信號作用于雷達檢測和跟蹤系統(tǒng)，可以產(chǎn)生速度欺騙干擾、距離欺騙干擾和波位欺騙干擾等。轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號與雷達信號的相關(guān)性很高，其可以通過雷達匹配濾波器而獲得高增益，另外，由于真實目標的雷達回波功率與距離的四次方成反比，而轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的功率與距離的二次方成反t匕，所以轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的功率通常遠高于真正的目標功率。轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾只出現(xiàn)在個別距離門，由于沒有足夠多的獨立同分布訓練樣本來估計其統(tǒng)計特性，所以其不能被空時自適應處理(Space Time Adaptive Processing, STAP)有效地抑制而引起虛警,甚至會使雷達跟蹤處理器飽和而無法工作。另一方面，轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾會抬高其附近距離單元的恒虛警率(Constant False Alarm Ratio, CFAR)檢測門限,使得其附近真實目標的檢測概率降低。綜上所述，在機載雷達動目標檢測時有必要研究抗密集轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾方法。
[0003]脈沖分集技術(shù)可以抗轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾，然而該方法對發(fā)射波形有很高的要求。雷達根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的特性啟用波束合并和失蹤處理等程序，可以在一定程度上提高雷達系統(tǒng)抗欺騙干擾的能力。一些學者提出根據(jù)欺騙目標與真實目標的運動學特性、回波的幅度波動和高階累積量等的差異來區(qū)分欺騙目標與真實目標，并以此來抗欺騙干擾。旁瓣匿影技術(shù)能夠區(qū)分目標來自主瓣還是旁瓣，可以在一定程度上對抗從旁瓣進來的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，但旁瓣匿影與那些利用欺騙干擾目標與真實目標的差異來區(qū)分兩者的方法一樣，并沒有從根本上抑制欺騙干擾，不能克服欺騙干擾對恒虛警率檢測門限的影響，另外，旁瓣匿影技術(shù)無法抗主瓣干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法。本發(fā)明可以在密集轉(zhuǎn)發(fā)式干擾環(huán)境下可以抑制轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，達到較好的動目標檢測性能。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0006]基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法包括以下步驟:
[0007]S1:利用機載雷達向多個方向發(fā)射信號，機載雷達的接收陣列在對應方向接收到對應的回波信號，所述機載雷達的接收陣列為由M個陣元組成的均勻線陣；
[0008]S2:確定多普勒清晰區(qū)對應的多普勒通道范圍；根據(jù)機載雷達每個方向接收的回波信號，在多普勒清晰區(qū)對應的多普勒通道范圍之內(nèi)，進行對應的恒虛警檢測，得到對應的恒虛警檢測結(jié)果；判斷各個恒虛警檢測結(jié)果是否滿足以下條件:在同一方向出現(xiàn)多個旁瓣目標；如果是，則出現(xiàn)多個旁瓣目標的方向為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向；根據(jù)得出的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向，得出轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶浚?br> [0009]S3:根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶浚嬎愠鲎赃m應權(quán)值；根據(jù)所述自適應權(quán)值，對機載雷達的每個方向接收的回波信號進行干擾抑制和雜波抑制。
[0010]本發(fā)明的特點和進一步改進在于:
[0011]在步驟S2中，對于機載雷達在任一個方向接收到的回波信號，機載雷達在一個相干處理間隔內(nèi)接收的脈沖數(shù)為P;其中，機載雷達的M個陣元接收到的第k個脈沖的信號表示為xk，k取I至P ;則將Xk表示為如下信號模型:
[0012]xk=Sa+ek
[0013]其中，S=[sk，ik]，Sk為目標信號的空域?qū)蚴噶?，ik為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶浚籥=[at，ai]T，at為目標信號的幅度，Bi為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的幅度；ek表示雜波加噪聲的數(shù)據(jù)矢量；
[0014]則將機載雷達的M個陣元接收到P個脈沖的信號表示為X:
[0015]X= [X1,...，Xk,...，Xp]。
[0016]得出機載雷達的M個陣元接收到P個脈沖的和通道數(shù)據(jù)b，b= (sf(^)X)r ;其
中，H表不矩陣的共軛轉(zhuǎn)置，Θ 111表不機載雷達的對應的發(fā)射信號方向，且有:
【權(quán)利要求】
1.基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:利用機載雷達向多個方向發(fā)射信號，機載雷達的接收陣列在對應方向接收到對應的回波信號，所述機載雷達的接收陣列為由M個陣元組成的均勻線陣； 52:確定多普勒清晰區(qū)對應的多普勒通道范圍；根據(jù)機載雷達每個方向接收的回波信號，在多普勒清晰區(qū)對應的多普勒通道范圍之內(nèi)，進行對應的恒虛警檢測，得到對應的恒虛警檢測結(jié)果；判斷各個恒虛警檢測結(jié)果是否滿足以下條件:在同一方向出現(xiàn)多個旁瓣目標；如果是，則出現(xiàn)多個旁瓣目標的方向為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向；根據(jù)得出的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向，得出轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶浚? 53:根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶?，計算出自適應權(quán)值；根據(jù)所述自適應權(quán)值，對機載雷達的每個方向接收的回波信號進行干擾抑制和雜波抑制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法，其特征在于，在步驟S2中，對于機載雷達在任一個方向接收到的回波信號，機載雷達在一個相干處理間隔內(nèi)接收的脈沖數(shù)為P;其中，機載雷達的M個陣元接收到的第k個脈沖的信號表示為xk，k取I至P ;則將Xk表示為如下信號模型:
xk—Sa+6k 其中，S= [sk, ik]，sk為目標信號的空域?qū)蚴噶浚琲k為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶?；a=[at，ai]T，at為目標信號的幅度，Bi為轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的幅度；ek表示雜波加噪聲的數(shù)據(jù)矢量; 則將機載雷達的M個陣元接收到P個脈沖的信號表示為X:

3.如權(quán)利要求2所述的基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法，其特征在于，在步驟S2中，在對所述和通道數(shù)據(jù)b進行傅里葉變換的同時，對X進行傅里葉變換，得出對應的多普勒域數(shù)據(jù)X 在步驟S2中，得出的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的波達方向表示為Θ i，則轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號的空域?qū)蚴噶繛閟a ( Θ J，或者為協(xié)方差矩陣Ri最大特征值對應的特征向量；其中，
4.如權(quán)利要求3所述的基于自適應波束形成的機載雷達抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾方法，其特征在于，在步驟S3中，通過求解以下最優(yōu)化問題得出自適應權(quán)值wk:
【文檔編號】G01S7/36GK103901409SQ201410098524
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】王彤, 吳億鋒, 張穎, 吳建新, 吳曉明, 同亞龍 申請人:西安電子科技大學