CN102707265A

CN102707265A - 一种基于频域的抗异步干扰方法

Info

Publication number: CN102707265A
Application number: CN2012100705997A
Authority: CN
Inventors: 黄志华; 高芳芳; 熊文; 徐晓; 赵林兵
Original assignee: WUHAN BINHU ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: WUHAN BINHU ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及雷达信号处理领域中的一种抑制异步干扰的方法，具体涉及一种基于频域的异步干扰方法，可广泛用于雷达信号处理系统中。为了解决现有雷达抗异步干扰方法中存在的由于雷达目标回波和干扰信号时域幅值相近造成恒虚警门限设置不当的问题，本发明采用频域变换的方法，将目标信号与干扰信号的时域回波转到频域，提高了雷达目标回波与干扰信号的频域幅值，便于恒虚警门限的设置，降低雷达的虚警率。

Description

一种基于频域的抗异步干扰方法

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域中的一种抑制异步干扰的方法，具体涉及一种基于频域的异步干扰方法，可广泛用于雷达信号处理系统中。

背景技术

雷达抗干扰是指一切破坏和扰乱敌方雷达检测己方目标信息的战术和技术措施的统称。对雷达来说，除带有目标信息的有用信号外，其他各种无用信号都是干扰。现代战争通常是“海、陆、空、天、电”五维一体，经常出现雷达组网或者雷达编队作战，但是这样经常面临的一个最大问题就是雷达间的相互干扰，雷达的数量越多，距离越近，干扰就更为严重，经常是雷达还没有发现目标，却被友邻雷达的干扰所干扰。这种干扰是严重的，轻则影响目标的检测，重则导致接收机饱和，所以雷达的抗干扰能力已成为衡量雷达性能的一项重要指标。

根据不同雷达脉冲重复频率间的差异，当雷达的脉冲重复频率相同或相互之间脉冲重复频率为整数倍关系，干扰表现为同步干扰，称为同步干扰，同步干扰在雷达屏幕上表现为环状干扰，由于不同雷达重复周期间的微小差异，干扰环半径会随时间变化。当雷达的脉冲重复周期不同或不成整数倍关系，或工作于参差状态，干扰表现为异步干扰，称为异步干扰，异步干扰在雷达屏幕上表现为散叶状发射虚线。

中国发明专利《基于功率区分的雷达杂波与多种干扰同时抑制方法》（申请号：CN200910060465.5 ）所公开的是：一种基于功率区分的雷达杂波与多种干扰同时抑制方法，该方法利用杂波、干扰和目标信号功率上的差异，实现了强杂波、干扰和目标信号的分离，可有效抑制包括瞬态干扰、同频异步干扰在内的多种干扰和杂波。但该方法还未提供当功率上得差异较小时如何区分目标与干扰信号的方法，不能将目标与干扰信号时域幅值相近造成的恒虚警问题。

目前国外对异步干扰问题的处理，均归结为抗有源干扰或电磁兼容问题来处理。国内己有文献对异步干扰问题作了些研究，但大多是基于时域处理的，即通常雷达抗干扰的方法是一种相邻周期反异步的方法，它的原理是用相邻脉冲间同一距离单元上接收到的信号相减来发现异步干扰，其差大于某个门限时，可判断为异步干扰，然后通过反异步准则和电路将其减小或消除。此方法门限的设置是人为控制的，经常会出现由于设置门限不当，将信号误判为干扰、或将干扰误判为信号的情况。为此，本发明将针对传统方法中出现的这个问题提出一种新的解决异步干扰的方法。

发明内容

本发明提供一种基于频域的雷达抗异步干扰的方法，解决现有雷达抗异步干扰方法中存在的由于雷达目标回波和干扰信号时域幅值相近造成恒虚警门限设置不当的问题。本发明通过频域变换，提高雷达目标回波与干扰信号的频域幅值，便于恒虚警门限的设置，降低雷达的虚警率。

本发明的技术方案是：一种基于频域的雷达抗干扰方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤一、对雷达回波信号进行脉冲压缩处理：

步骤二、对脉冲压缩后的信号进行动目标检测处理：

步骤三、对经过动目标检测后的信号进行距离—频率二维恒虚警处理。其有益效果是:通过频域变换，提高雷达信号与干扰信号的频域幅值，便于恒虚警门限的设置，降低雷达的虚警率。

如上所述的一种基于频域的雷达抗干扰方法，其特征在于：步骤一为：将雷达回波信号作点快速傅里叶变换得到频域的雷达回波信号，将脉冲压缩滤波器的脉冲响应作点快速傅里叶变换得到脉冲压缩滤波器频率响应；将与做复数相乘后的结果作

快速傅里叶反变换得到信号

，此步骤为频域脉冲压缩处理步骤，其中k为时域采样点数，i为雷达回波信号经傅里叶变化后的个数，n为频域采样点数。

如上所述的一种基于频域的雷达抗干扰方法，其特征在于：步骤二为：用有限冲击响应横向滤波器来实现

阶的多普勒滤波器组，每阶滤波器组其具有

个输出的横向滤波器，经过各脉冲求和后，做成个相邻的窄带滤波器组；对上述步骤一中的脉冲压缩后信号做上述阶的动目标检测检处理，得到的信号表示为，信号形式表示为个，个距离单元。其有益效果是:通过此步骤，可以将目标信号与干扰信号的时域回波转到频域。通过此步骤，目标信号会在个滤波器中输出，而干扰信号可能只在某个或某些个滤波器中输出，从而在频谱上显示为雷达目标信号频谱幅值比干扰信号频谱幅值小很多，方便于步骤三中设置门限值来将雷达目标信号与干扰信号区分开来。

如上所述的一种基于频域的雷达抗干扰方法，其特征在于：步骤三为：设计距离—频率二维恒虚警检测器，表示第个第个距离单元的回波数据，作为被检测单元数据，从的临近单元中选取合适的参考单元，求出这些参考单元中数据的均值估计，然后乘以门限乘子作为检测门限，构成了二维恒虚警检测器；对上述步骤二中的动目标检测检检测后信号做上述二维恒虚警处理，设定门限值，幅值超过门限的为干扰信号，幅值未超过门限值的为目标信号，将目标信号和干扰信号区分开来。其有益效果是: 距离—频率二维恒虚警便于步骤二中

的目标信号与干扰信号的区分。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为有限冲击响应横向滤波器组成；

图3为二维恒虚警检测器；

图4（a）为雷达目标信号脉压后对数图；

图4（b）为雷达目标信号脉压后对数图；

图4（c）为雷达目标信号脉压后对数图；

图5为雷达干扰信号脉压后对数图；

图6（a）雷达目标信号动目标检测检后对数图；

图6（b）雷达干扰信号动目标检测检后对数图；

图7（a）雷达目标信号二维恒虚警后对数图；

图7（b）雷达干扰信号二维恒虚警后对数图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

一种基于频域的雷达抗干扰方法，如图1所示，包括下述步骤：

步骤一、对雷达回波信号进行脉冲压缩处理：

雷达回波信号包括两部分，一部分为目标回波信号，第二部分为干扰信号，将雷达回波信号表示为，为AD采样点数。脉冲压缩滤波器的脉冲响应为，其中为脉冲压缩滤波器的延迟，为增益常数；将

作

点快速傅里叶变换得到频域的雷达回波信号，将作点快速傅里叶变换得到脉冲压缩滤波器频率响应。将与做复数相乘后的结果作快速傅里叶反变换得到信号，此步骤为频域脉冲压缩处理步骤；

步骤二、对脉冲压缩后的信号进行动目标检测处理：

设计阶的动目标检测滤波器组，方法如下所述：

用有限冲击响应横向滤波器来实现阶的多普勒滤波器组，每阶滤波器组其具有个输出的横向滤波器，经过各脉冲求和后，做成个相邻的窄带滤波器组。该滤波器组的频率覆盖范围从0到，为雷达工作重复频率，其实现框图如图2所示。

对上述步骤一中的脉冲压缩后信号做上述阶的动目标检测

处理，得到的信号表示为；

步骤三、对经过动目标检测后的信号进行距离—频率二维恒虚警处理：

设计距离—频率二维恒虚警检测器，二维恒虚警检测器的结构如图3所示：图3中表示第个第个距离单元的回波数据，作为被检测单元数据。从的临近单元中选取合适的参考单元，求出这些参考单元中数据的均值估计，然后乘以门限乘子作为检测门限，即构成了二维恒虚警检测器。

对上述步骤二中的动目标检测检测后信号做上述二维恒虚警处理，设定门限值，超过门限值的为干扰，未超过门限值值的为目标回波，将目标回波和干扰区分开来。

本发明的一个实施例，提取某雷达AD采样后的实际数据，本发明的实施例依次包括下述步骤：

一、对雷达回波信号进行脉冲压缩处理：

某雷达AD采样后的实际数据，作4096点快速傅里叶变换得到频域的雷达回波信号，将此数据取复共轭后作为脉冲压缩滤波器的频率响应，两者复数相乘后再作4096点的快速傅里叶反变换，得到脉冲压缩后回波数据。其中脉压后部分数据的对数数据显示如图4（a）、图4 (b)、图4 (c)、图5所示。图4（a）、图4 (b)、图4 (c) 为目标，图5为干扰信号。可以看出，目标信号与干扰信号的时域上幅值可能非常相近，此时的门限值设置就非常困难，设置如若不恰当，则会出现目标与干扰判错的情况出现。

二、对脉冲压缩后的信号进行动目标检测处理：

实施例用MATLAB设计32阶有限冲击响应滤波器组，每组滤波器个数也为32，具体使用切比雪夫有限冲击响应超低副瓣滤波器来实现。

对上述步骤一中的脉冲压缩后数据取其中的1000个PRI的数据做32阶的动目标检测检处理，动目标检测检点数取为500点，得到动目标检测检后的数据，是一个1000*500*32的矩阵空间。其中部分动目标检测检后对数数据显示如图6（a）、图6（b）所示，可见，图6（a）表示为目标经过动目标检测检处理后的对数图，图 6（b）表示为目标经过动目标检测检处理后的对数图。由图6（a）可见目标均匀的分布在各个通道中，而由图6（b）可见干扰仅在其中1个通道出现。

三、对经过动目标检测后的信号进行距离—频率二维恒虚警处理：

设计距离—频率二维恒虚警检测器，参考单元选择为2，检测单元数据取动目标检测检处理后的对数数据，得到二维恒虚警处理后结果。其中部分二维恒虚警处理后结果对数数据显示如图7（a）、图7（b）所示，可见，图7（a）表示为目标经过二维恒虚警处理后的对数图，图 7（b）表示为干扰经过二维恒虚警处理后的对数图，由图7（b）可以看出，干扰信号被明显的从雷达回波中区分出来。