CN106707249A - 一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，通过对每一个方位向回波的幅值分别赋予一个权重系数，即利用权重系数不同调节不同脉冲与当前脉冲的相关性，避免其导致当前采样点值误差较大的问题。并对每N个已赋予权重系数方位向回波幅值求取的平均值，对所求取的平均值赋予保护因子，利用保护因子实现其对原始方位向回波幅值进行保护，以达到去除同频异步干扰信号同时，最大程度的原始数据不被修改，为后续雷达信号的数据处理提供准确的基础。在处理过程中，本发明还可以根据同频异步干扰信号是否出现相邻脉冲以及相邻脉冲是否有干扰的距离重叠情况，以适当调整脉冲个数，满足适应不同密度干扰信号处理的问题。

Description

一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法

技术领域

本发明涉及雷达通信技术领域，更具体地，涉及一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法和一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法。

背景技术

目前，由于导航雷达在各种类型船只上使用较为广泛，频段多集中于X波段附近，发射频率较为接近，且在舰艇编队航行、大批渔船共同出海捕鱼等情况下，容易出现同频干扰较为密集的情况，另外，随着雷达技术的发展，固态导航雷达使用也越来越多，由于其峰值功率难以达到较高的水平，为保证其探测威力，就需适当增加发射脉冲宽度来提高发射能量，这样的宽脉冲若进入邻近雷达产生同频干扰，干扰的波形势必在径向具有较大的距离跨度，导致被干扰雷达相邻脉冲的干扰回波部分重叠，进一步加剧同频干扰的密集程度。

同频干扰会严重影响目标检测、降低目标跟踪的准确性和大幅度缩短雷达作用距离。为了降低同频干扰造成的影响，则需要对雷达信号进行抗干扰处理。而目前常用的抗同频异步干扰技术，是利用同一距离处一定数目的相邻脉冲来确定非干扰回波的功率水平和干扰回波的位置。

具体方法是，将雷达新接收到的方位向回波采样值m_j，其中与之前最邻近的Nc个方位向回波采样点幅度的均值相比较，若m_j≤μ_N，则m_j保持当前值不变；若m_j＞μ_N，则将m_j的值用μ_N替换，即令m_j＝μ_N。

这种处理方式，虽然在一定范围内可以起到一定的抑制同频异步雷达干扰信号，但是，其存在以下几个问题：1，该方法直接将m_j与μ_N比较，没有考虑正常回波与干扰的能量差异，可能会导致非干扰类雷达杂波数据被修改，影响后续的信号处理；二是，μ_N在计算过程中没有考虑不同脉冲与当前脉冲的相关性不同，会导致当前采样点值估计误差大的问题；三是，抑制等级仅依靠Nc这一参数来调整，调控能力弱，对密集干扰的抑制能力差。

且鉴于干扰密集的情况，在抑制雷达同频异步干扰视频信号时，很容易有邻近干扰回波参与非干扰回波功率水平计算，导致干扰门限抬高，通过上述一次处理抑制处理方法，难以完全抑制同频异步干扰信号，从而导致处理后的雷达信号仍然有较多残留的干扰信号，影响后续目标检测和跟踪处理性能，缩短雷达作用距离。

发明内容

本发明提供一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，以解决现有同频异步干扰信号抑制过程中容易篡改非干扰类雷达杂波数据、抑制能力差、误差大的缺陷，并提供了一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，通过使用上述抑制雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，以解决现有雷达同频异步干扰视频信号在处理过程中容易产生较多残留干扰信号的缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，其包括以下步骤，

S1.对前面N个方位向回波序列幅值分别赋予不同的权重系数α_i,对赋予权重系数的方位向回波幅值求取平均值μ，并对所获取的平均值赋予一保护因子T_P；

S2.将第j个方位向回波的幅值x_j与所取得保护因子的平均值μ比较，当x_j小于所取得保护因子的平均值μ，令s_j＝x_j；当x_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j；

S3.将N自动加1，执行所述步骤S1；

其中，N为抗干扰脉冲个数，j＝N+1，且α₁，α₂，……α_i呈线性递减关系。

在上述方案的基础上优选，所述步骤S1的表达式为：

在上述方案的基础上优选，所述步骤S2的表达式为：

且

本发明还提供了一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于，其包括以下步骤，

A1.预抑制步骤，基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1、保护因子T_P1，对雷达方位向回波序列的每一个方位向回波幅值执行如权利要求1所述的处理方法，获取预处理方位向回波序列的预抑制处理幅值；

A2.二次抑制步骤，基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2、保护因子T_P2，对所获取的方位向回波序列的预抑制处理幅值执行如权利要求1所述的处理方法，获方位向回波序列的二次抑制处理幅值，并输出处理结果。

在上述方案的基础上优选，所述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法包括以下步骤，

S1.对前面N个方位向回波序列幅值分别赋予不同的权重系数α_i,对赋予权重系数的方位向回波幅值求取平均值μ，并对所获取的平均值赋予一保护因子T_P；

S2.将第j个方位向回波的幅值x_j与所取得保护因子的平均值μ比较，当x_j小于所取得保护因子的平均值μ，令s_j＝x_j；当x_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j；

S3.将N自动加1，执行所述步骤S1；

其中，N为抗干扰脉冲个数，j＝N+1，且α₁，α₂，……α_i呈线性递减关系。

在上述方案的基础上优选，所述抗干扰脉冲数N_C1取值范围为[2,5]，所述T_p1取值范围为[2,6]。

在上述方案的基础上优选，所述抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[3,5]，且所述的保护因子T_p2取值范围为[2,6]，且应满足T_p2＞T_p1。

在上述方案的基础上优选，所述的抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[2,5]，保护因子T_p2取值范围为[3,8]，且应满足T_p2＞T_p1。

在上述方案的基础上优选，其还包括一三次抑制步骤，所述的三次抑制步骤包括，

基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2+N_C3、保护因子T_P3，对所获取的方位向回波序列的二次抑制处理幅值执行执行所述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，获方位向回波序列的三次抑制处理幅值，并输出处理结果。

在上述方案的基础上优选，所述的抗干扰脉冲数N_C1、N_C2和N_C3值范围均为[1,5]，保护因子T_p1取值范围为[2，6]，保护因子T_p2取值范围为[3，8]，保护因子T_p3取值范围为[4，10]，且应满足T_p3＞T_p2＞T_p1。

本发明提供的一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，通过对每一个方位向回波的幅值分别赋予一个权重系数，即利用权重系数调节不同脉冲与当前脉冲的相关性，避免其导致当前采样点值误差较大的问题。并对每N个已赋予权重系数幅值求取的平均值后，对所求取的平均值赋予保护因子，利用保护因子实现其对原始方位向回波幅值进行保护，以达到去除同频异步干扰信号同时，最大程度的原始数据不被修改，为后续雷达信号的数据处理提供准确的基础。在处理过程中，本发明还可以根据同频异步干扰信号是否出现相邻脉冲以及相邻脉冲是否有干扰的距离重叠情况，以适当调整脉冲个数，满足适应不同密度干扰信号处理的问题。

本发明还提供了一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，利用上述的抑制雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，根据同频异步干扰信号的密集程度，进行至少两次上述的迭代处理方式，以达到在最大程度保护原始雷达信号不被修改同时，最大程度抑制密集干扰信号，以达到提高雷达目标检测和跟踪处理性能，延长雷达作用距离，满足实际需要。

附图说明

图1为本发明的雷达同频异步干扰视频信号的处理方法的流程图；

图2为本发明的雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的所提到的方位向回波序列表示，在雷达圆周扫描条件下，与雷达原点之间距离相等处连续的方位向回波包络构成的回波序列，表示为{x_i,i＝1,2,3,…}。

请参阅图1所示，本发明提供了一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，其包括以下步骤，

S1.根据前面N个方位向回波与第N+1个方位向回波的相关性不同，对前面N个方位向回波序列幅值分别赋予不同的权重系数α_i,对赋予权重系数的方位向回波幅值求取平均值μ，然后对所获取的平均值赋予一保护因子T_P，通过保护因子T_P以调整平均值大小，从而提高该对比值的准确性；

S2.将第j个方位向回波的幅值x_j与所取得保护因子的平均值μ比较，当x_j小于所取得保护因子的平均值μ，令s_j＝x_j；当x_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j，即通过二次赋予的保护因子T_P，进一步的防止将幅值较大的方位向回波识别为干扰信号，导致将其修改，影响数据处理的准确性；

S3.将N自动加1，执行所述步骤S1；

其中，N为抗干扰脉冲个数，j＝N+1，且α₁，α₂，……α_i呈线性递减关系，即与当前采样的方位向回波距离越近的方位向回波，则其赋予的权重系数越大，。

为了进一步详细说明本发明的技术方案，本发明的步骤S1中表达式为：即对第N个方位向回波幅值分别赋予权重系数α_i，以调整前面N个方位向回波与第N+1个方位向回波的相关性不同，保证数据处理的准确性，本发明中的权重系数α_i设置的方式是，将与当前采样值第N+1个方位向回波越近的方位向回波幅值赋予越大的权重系数，并且保证然后，将赋予前面N个已赋予权重系数的幅值求取平均值，以得到前面N个方位向回波幅值的平均大小，并对获得的平均值以赋予保护因子，即通过保护因子，调整平均值大小，确保数据的准确性。

优选的，本发明的步骤S2的表达式为：

且

上述公式的含义在，通过比较当前方位向回波幅值与上述赋予保护因子的平均值之间大小，识别干扰信号。当识别为干扰信号时，即s_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j，以防止将幅值较大的方位向回波识别为干扰信号，导致将其修改，影响数据处理的准确性；

本发明的一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，通过对每一个方位向回波的幅值分别赋予一个权重系数，即利用权重系数调节不同脉冲与当前脉冲的相关性，避免其导致当前采样点值误差较大的问题。并对每N个已赋予权重系数幅值求取的平均值后，对所求取的平均值赋予保护因子，利用保护因子实现其对原始方位向回波幅值进行保护，以达到去除同频异步干扰信号同时，最大程度的原始数据不被修改，为后续雷达信号的数据处理提供准确的基础。在处理过程中，本发明还可以根据同频异步干扰信号是否出现相邻脉冲以及相邻脉冲是否有干扰的距离重叠情况，以适当调整脉冲个数，满足适应不同密度干扰信号处理的问题。

本发明还提供了一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，具体工作流程参考图2所示，其包括以下步骤，

预抑制步骤：基于上述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1、保护因子T_P1，对雷达方位向回波序列的每一个方位向回波幅值执行上述处理方法，获取预处理方位向回波序列的预抑制处理幅值，以达到初步抑制同频异步干扰信号的目的；

二次抑制步骤，基于上述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2、保护因子T_P2，对所获取的方位向回波序列的预抑制处理幅值执行如权利要求1所述的处理方法，获方位向回波序列的二次抑制处理幅值，并输出处理结果。即通过预抑制步骤进行初步抑制同频异步干扰信号，然后，通过二次抑制，对初步抑制处理的结果，进行二次抑制处理，从而达到最大限度的排除同频异步干扰信号。

以下将给出具体实施例，对上述处理方案予以详细说明。

当处于雷达同频干扰的密集程度处于低级或中级情况时，为了尽可能去除干扰信号，在进行同频异步干扰视频信号处理时，采用两级迭代运算的方式，即对方位向回波序列的幅值进行预抑制处理步骤和二次抑制处理步骤,通过两次迭代处理,以达到最大限度消除方位向回波序列中的同频异步干扰信号。

其中，在进行预处理步骤时，设定第一级迭代运算所用的抗干扰脉冲个数N＝N_C1、保护因子T_P＝T_P1，输出结果为s_j，其中j＝N_c1+1,N_c1+2,N_c1+3,…，其计算公式如式(1)所示，

其中，函数f(T_p1)为

且呈线性递减关系。

为了对预处理的方位向回波序列结果做二次抑制处理，本发明还设置了二次抑制处理步骤，二次抑制处理步骤是基于预处理步骤所获取的结果进行处理的。

设定二次抑制处理的抗干扰脉冲个数N_C2+N_C1、保护因子设为T_P＝T_P2，第二级迭代运算的输出结果为y_k，其中k＝N_c1+N_c2+1,N_c1+N_c2+2,N_c1+N_c2+3,…，其计算公式如式(3)所示，在低、中干扰抑制等级模式下，此结果为最终输出结果。

其中，函数f(T_p2)为

其中，当同频异步干扰信号处于低干扰抑制等级条件下，抗干扰脉冲个数数N_c1取值范围为[2,5]，保护因子T_p1取值范围为[2,6]，抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[3,5]，保护因子T_p2取值范围为[2,6]，且应满足T_p2＞T_p1。

其中，当同频异步干扰信号处于中干扰抑制等级条件下，抗干扰脉冲数N_c1取值范围为[2,5]，保护因子T_p1取值范围为[2,6]，抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[2,5]，保护因子T_p2取值范围为[3,8]，且应满足T_p2＞T_p1。

当同频异步干扰信号处于高干扰抑制等级条件下，为了最大程度去除干扰信号，本发明还包括三次抑制步骤，即基于上述二次抑制处理输出的结果下，还将对所获取的二次抑制处理输出结果进行三次抑制处理。

即基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2+N_C3、保护因子T_P3，对所获取的方位向回波序列的二次抑制处理幅值执行执行所述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，获方位向回波序列的三次抑制处理幅值，并输出处理结果。

具体处理方法如下：

设定三次抑制处理的抗干扰脉冲个数N_C1+N_C2+N_C3、保护因子设为T_P＝T_P3，第三级迭代运算的输出结果为z_p，其中其计算公式如式(5)所示：

其中，函数f(T_p3)为：

在同频异步干扰信号处于高干扰抑制等级条件下，抗干扰脉冲数N_c1、N_c2和N_c3值范围均为[1,5]，保护因子T_p1取值范围为[2，6]，保护因子T_p2取值范围为[3，8]，保护因子T_p3取值范围为[4，10]，且应满足T_p3＞T_p2＞T_p1。

本发明的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，利用上述的抑制雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，根据同频异步干扰信号的密集程度，进行至少两次上述的迭代处理方式，以达到在最大程度保护原始雷达信号不被修改同时，最大程度抑制密集干扰信号，以达到提高雷达目标检测和跟踪处理性能，延长雷达作用距离，满足实际需要。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，其特征在于，其包括以下步骤，

S1.对前面N个方位向回波序列幅值分别赋予不同的权重系数α_i,对赋予权重系数的方位向回波幅值求取平均值μ，并对所获取的平均值赋予一保护因子T_P；

S2.将第j个方位向回波的幅值x_j与所取得保护因子的平均值μ比较，当x_j小于所取得保护因子的平均值μ，令s_j＝x_j；当x_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j；

S3.将N自动加1，执行所述步骤S1；

其中，N为抗干扰脉冲个数，j＝N+1，且α₁，α₂，......α_i呈线性递减关系。

2.一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，其特征在于，所述步骤S1的表达式为：

3.一种雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，其特征在于，所述步骤S2的表达式为：

且

4.一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于，其包括以下步骤，

A1.预抑制步骤，基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1、保护因子T_P1，对雷达方位向回波序列的每一个方位向回波幅值执行如权利要求1所述的处理方法，获取预处理方位向回波序列的预抑制处理幅值；

A2.二次抑制步骤，基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2、保护因子T_P2，对所获取的方位向回波序列的预抑制处理幅值执行如权利要求1所述的处理方法，获方位向回波序列的二次抑制处理幅值，并输出处理结果。

5.如权利要求4所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于：所述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法包括以下步骤，

S1.对前面N个方位向回波序列幅值分别赋予不同的权重系数α_i,对赋予权重系数的方位向回波幅值求取平均值μ，并对所获取的平均值赋予一保护因子T_P；

S2.将第j个方位向回波的幅值x_j与所取得保护因子的平均值μ比较，当x_j小于所取得保护因子的平均值μ，令s_j＝x_j；当x_j大于所取得保护因子的平均值μ时，对所取得保护因子的平均值μ再次赋予所述的保护因子T_P，并将该值赋予给s_j；

S3.将N自动加1，执行所述步骤S1；

其中，N为抗干扰脉冲个数，j＝N+1，且α₁，α₂，......α_i呈线性递减关系。

6.如权利要求4所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于：所述抗干扰脉冲数N_C1取值范围为[2,5]，所述T_p1取值范围为[2,6]。

7.如权利要求5所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于：所述抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[3,5]，且所述的保护因子T_p2取值范围为[2,6]，且应满足T_p2＞T_p1。

8.如权利要求5所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于：所述的抗干扰脉冲数N_c2取值范围为[2,5]，保护因子T_p2取值范围为[3,8]，且应满足T_p2＞T_p1。

9.如权利要求4所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于，其还包括一三次抑制步骤，所述的三次抑制步骤包括，

基于雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，设定抗干扰脉冲个数为N_C1+N_C2+N_C3、保护因子T_P3，对所获取的方位向回波序列的二次抑制处理幅值执行所述雷达同频异步干扰视频信号的处理方法，获方位向回波序列的三次抑制处理幅值，并输出处理结果。

10.如权利要求4所述的一种雷达同频异步干扰视频信号层抑制方法，其特征在于，

所述的抗干扰脉冲数N_C1、N_C2和N_C3值范围均为[1,5]，保护因子T_p1取值范围为[2，6]，保护因子T_p2取值范围为[3，8]，保护因子T_p3取值范围为[4，10]，且应满足T_p3＞T_p2＞T_p1。