CN107561511A - 一种基于副瓣对消的干扰抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于副瓣对消的干扰抑制方法，在FPGA中完成副瓣对消权值的计算，然后对副瓣对消权值取模求和并与预设定副瓣对消权值门限比较，判断是否存在主瓣干扰，若存在主瓣干扰则输出主通道原始输入，否则输出副瓣对消结果。具体包括：暗室测试得到主天线及副瓣对消辅助天线方向图，并根据方向图差与副瓣对消权值关系设置副瓣对消权值门限；FPGA中计算副瓣对消权值，并将权值模值和与副瓣对消权值门限比较；若过门限则不进行副瓣对消，否则输出副瓣对消结果。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号处理领域，特别涉及雷达抗副瓣噪声干扰领域
背景技术
有源压制式干扰是现代雷达面临的一种重大威胁，它会使雷达难以正常检测出目标。由于相控阵雷达主波束宽度较窄，所以有源干扰主要从副瓣进入。故副瓣对消是一种非常有效的抗有源压制式干扰的手段。副瓣对消方法通过计算副瓣对消权值，经过对消计算，最终方向图在干扰方向形成零陷，进而达到抑制干扰的效果；但是当干扰从主瓣方向进入时，副瓣对消后依然在干扰入射方向形成零陷，即在主瓣形成零陷，抑制干扰的同时严重降低了雷达的威力。
传统副瓣对消算法在计算得到副瓣对消权值后，直接进行副瓣对消计算。本发明区别于传统副瓣对消算法，首先根据天线暗室测试结果，得到主天线与辅助天线方向图关系，设置副瓣对消权值门限；实际工作时在计算得到副瓣对消权值后，将副瓣对消权值模值和与副瓣对消权值门限作比较，当副瓣对消权值模值和大于等于副瓣对消权值门限，判断存在主瓣干扰，否则判定为不存在主瓣干扰；当存在主瓣干扰时不进行副瓣对消计算，保证雷达威力，当不存在主瓣干扰时利用计算得到的副瓣对消权值继续进行副瓣对消计算，保证副瓣干扰抑制效果。本发明可以在保证雷达威力的前提下，有效抑制副瓣干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于副瓣对消的雷达实时干扰抑制方法。实现本发明的解决方案是：由一片FPGA完成副瓣对消权值计算，根据权值大小、主天线方向图与副瓣对消辅助天线方向图之差的关系设置副瓣对消权值门限，将每次计算得到的副瓣对消权值模值求和后与权值门限比较，判断干扰是否从主瓣方向进入，进而选择是否在FPGA上利用计算得到的副瓣对消权值进行副瓣对消处理。
本技术方法的关键设计点是：依据副瓣对消权值的主瓣干扰识别，该方法的基本流程是：暗室测试分别得到主天线与副瓣对消辅助天线的方向；根据主、辅天线方向图之差与副瓣对消权值模值和的关系，设置副瓣对消权值门限；在FPGA中利用干扰采用计算得到副瓣对消权值；副瓣对消权值取模求和并与副瓣对消权值门限比较，根据比较结果判断是否为主瓣干扰。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1.只采用一片FPGA，硬件资源需求少；
2.数据采集的同时进行乘累加运算，不进行数据存储，节省硬件资源并减小处理延时；
3.避免了常用方法的FPGA与DSP间的数据传输，降低了处理时间及系统复杂度；
4.根据副瓣对消权值判断是否为主瓣干扰，干扰从主瓣进入时不进行副瓣对消，保证雷达威力；
5.本发明在雷达发射脉冲时已完成副瓣对消权值计算，可在雷达全量程内进行副瓣对消。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明雷达主天线与副瓣对消辅助天线方向图示意图，A为主天线方向图主瓣，B为辅助天线方向图，C为主天线方向图副瓣。
图2是本发明雷达改进副瓣对消原理图。
具体实施方式
本发明适用于雷达自适应副瓣对消处理，暗室测试得到主天线方向图及副瓣对消辅助天线方向图，根据两者之差设置副瓣对消权值门限，雷达工作时使用一片FPGA完成副瓣对消权值的计算，并根据权值取模求和与门限比较结果判断是否存在主瓣干扰，选择输出副瓣对消结果或主通道输入结果。雷达主天线方向图与副瓣对消辅助天线方向图示意图如图1所示。雷达改进副瓣对消基本原理如附图2所示，具体实施方法如下：
1.雷达暗室测试，分别得到主天线及副瓣对消辅助天线方向图，实际中，辅助天线方向图应略高于主天线副瓣(如图1所示)，根据测试值计算得到主、辅天线方向图之差。
2.副瓣对消权值计算方法为：
其中，副瓣对消FPGA的输入有M个辅助通道输入向量X1,…,XM、主通道输入向量Y；M个副瓣对消辅助通道对应权值为ω1,…,ωM。各个辅助通道方向图基本一致，各个辅助通道只是空间位置不同，各辅助通道接收的干扰信号强度相当。
不失一般性，下面以单辅助通道副瓣对消为例分析，副瓣对消权值为：
其中，X、Y分别为辅助通道采集向量及主通道采集向量，N为干扰采集点数，xi、yi分别为辅助通道及主通道第i点采样值。对同一干扰，主通道、辅助通道干扰采样值比值与方向图值比值成正比，则副瓣对消权值大小与干扰入射方向处主通道、辅助通道方向图比值相对应且与干扰强度不相关。
|ω|＝10err/20
其中err为干扰入射方向出主、辅天线方向图差值(对数)。
故根据主、辅天线暗室测试方向图差值(对数)可得到存在不同入射方向干扰时的副瓣对消权值大小；当存在多个干扰采用多个辅助通道时，副瓣对消权值模值和大小与主、辅天线方向图差值对应；由于辅助天线方向图与主天线的天线图副瓣大小相当，故干扰从副瓣进入时副瓣对消权值模值和较小；但在主瓣处，主、辅天线方向图差值较大，且越靠近波束中心差值越大，故干扰从主瓣进入时副瓣对消权值模值和较大，且干扰入射方向越靠近波束中心副瓣对消权值模值和越大。
根据天线方向图设置副瓣对消权值门限，用来识别主瓣干扰。
3.相控阵雷达将主面阵进行数字波束形成得到主通道数据，将各辅助通道接收组件同样进行数字波束形成得到辅助通道数据；在每个周期信号发射前主、辅通道进行干扰采集。
4.主、辅通道数据进行距离单元对齐，选取距离波门，主通道Y和辅助通道X1,…,XM各选取相同距离单元数据，然后将数据送至FPGA。自适应副瓣对消FPGA据此构建辅助通道自相关矩阵RXX、辅助通道与主通道互相关矩阵RXY。
利用开环法计算自适应副瓣对消权值，副瓣对消权值计算公式如下：
副瓣对消权值取模求和，与副瓣对消权值门限比较，判断是否存在主瓣干扰。
5.当不存在主瓣干扰时，计算副瓣对消输出：Y-ω1X1-ω2X2-…-ωMXM，并作为最终输出；当存在主瓣干扰时，为保证威力不进行副瓣对消，输出Y。
Claims (2)
1.一种基于副瓣对消的干扰抑制方法，其特征在于：利用FPGA计算得到副瓣对消权值，并根据副瓣对消权值模值和判断是否存在主瓣干扰，选择是否进行副瓣对消：首先依据开环法求副瓣对消权值的Wiener-Hopf方程计算得到副瓣对消权值；然后对副瓣对消权值取模求和，将权值模值和与设定的副瓣对消权值门限比较，超过门限则存在主瓣干扰，低于门限则只存在副瓣干扰；存在主瓣干扰时输出主通道输入，否则输出副瓣对消结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于副瓣对消的干扰抑制方法，其特征在于所述副瓣对消权值门限计算方法：暗室测试得到主、辅天线方向图，并计算主、辅天线方向图之差，即对数差；根据使用需求设定主瓣范围，干扰入射方向偏离波束指向在主瓣范围内为主瓣干扰，否则为副瓣干扰；依据主、辅天线方向图之差与副瓣对消权值模值和的对应关系，设定副瓣对消权值门限。
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|---|---|
| CN (1) | CN107561511A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110412552A (zh) * | 2019-07-20 | 2019-11-05 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种干扰样本自适应选择的副瓣对消方法 |
| CN110598271A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-20 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于fpga实现4辅助天线slc功能的系统及方法 |
| CN111175694A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 基于副瓣对消系数的干扰源测向方法 |
| CN111638492A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-08 | 安徽博微长安电子有限公司 | 一种提升旁瓣对消性能的方法 |
| RU2739394C2 (ru) * | 2018-12-03 | 2020-12-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство адаптивной защиты радиолокационной станции от активных шумовых помех с произвольным пространственным спектром и различной поляризационной структурой |
| CN112986921A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-18 | 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 | 一种宽带数字接收阵列的副瓣抑制方法 |
| CN113341381A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-09-03 | 中国人民解放军空军预警学院 | 一种全自动抗雷达副瓣干扰系统 |
| CN113917435A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于逐点比较和数值比较被动雷达副瓣抑制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915906A (zh) * | 2010-07-20 | 2010-12-15 | 中国人民解放军空军雷达学院 | 自适应波束形成副瓣整形方法 |
| CN104777468A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-07-15 | 上海无线电设备研究所 | 利用雷达天线和差通道抑制雷达旁瓣截获的方法 |
| CN105785330A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-20 | 河海大学 | 一种认知型副瓣干扰抑制方法 |
| CN106154234A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-23 | 上海航天测控通信研究所 | 一种旁瓣对消方法及系统 |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915906A (zh) * | 2010-07-20 | 2010-12-15 | 中国人民解放军空军雷达学院 | 自适应波束形成副瓣整形方法 |
| CN104777468A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-07-15 | 上海无线电设备研究所 | 利用雷达天线和差通道抑制雷达旁瓣截获的方法 |
| CN105785330A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-20 | 河海大学 | 一种认知型副瓣干扰抑制方法 |
| CN106154234A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-23 | 上海航天测控通信研究所 | 一种旁瓣对消方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 廉艳华: "自适应旁瓣相消的DSP实现与实测数据分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739394C2 (ru) * | 2018-12-03 | 2020-12-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство адаптивной защиты радиолокационной станции от активных шумовых помех с произвольным пространственным спектром и различной поляризационной структурой |
| CN110412552A (zh) * | 2019-07-20 | 2019-11-05 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种干扰样本自适应选择的副瓣对消方法 |
| CN110412552B (zh) * | 2019-07-20 | 2023-02-17 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种干扰样本自适应选择的副瓣对消方法 |
| CN110598271A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-20 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于fpga实现4辅助天线slc功能的系统及方法 |
| CN111175694A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 基于副瓣对消系数的干扰源测向方法 |
| CN111638492A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-08 | 安徽博微长安电子有限公司 | 一种提升旁瓣对消性能的方法 |
| CN112986921A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-18 | 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 | 一种宽带数字接收阵列的副瓣抑制方法 |
| CN113341381A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-09-03 | 中国人民解放军空军预警学院 | 一种全自动抗雷达副瓣干扰系统 |
| CN113341381B (zh) * | 2021-03-12 | 2024-04-16 | 中国人民解放军空军预警学院 | 一种全自动抗雷达副瓣干扰系统 |
| CN113917435A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于逐点比较和数值比较被动雷达副瓣抑制方法 |
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