CN109889228A - 基于系统辨识的干扰机收发隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法，干扰发射机发射宽带线性调频信号冲激系统，在侦察接收机端接收空间的耦合干扰回波，并将其作为输出，干扰发射信号作为输入对空间信道进行估计；引入了稀疏正则最小二乘模型，在考虑数据匹配精度的同时，能够兼顾空间信号的稀疏特性。本发明利用得到的空间信道系数构建FIR辨识系统，然后在侦察接收机中将实际耦合回波干扰和FIR系统输出送入所构建的对消器中，从而达到收发隔离的目的，保证了侦察接收信号的准确性。

Description

基于系统辨识的干扰机收发隔离方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法。

背景技术

收发隔离是收发双工的电子系统普遍存在的问题。雷达干扰系统在对威胁雷达实施干扰的过程中，需要对干扰效果不断地进行检测和评估，因而雷达干扰机在发射干扰的同时还要对敌雷达发射信号进行侦察。为保证对有用信号(敌雷达信号)进行有效的检测和参数估计，干扰机的侦收系统必须能够对自身耦合的干扰信号进行有效抑制。目前，已有的方案有增加空间隔离度、极化隔离度、降低系统灵敏度和空域自适应干扰对消等技术。这些方法虽然在一定程度上能够减小来自发射系统耦合的能量，但是仍存在一些局限性。如何给出一种既能保证干扰机的发射和接收系统同时工作，又不降低其工作性能的收发隔离技术仍是一个技术难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法，以保证干扰机收发系统同时高效工作，在精确估计空间信道系统函数的基础上，通过构建辨识系统和对消器完成接收信号和干扰回波的隔离对消，从而保证侦察接收信号的准确性，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在干扰机发射系统采用宽带线性调频信号向空间发射探测信号，在预先设置的侦收端对包含空间信道信息的耦合信号进行接收，对回波数据分别进行采样；

(2)按照下述跟踪流程对空间信道进行估计：

首先，采用干扰机发射宽带现行调频信号对空间信道进行辨识，考虑到在一个场景中的主要信道数个数是有限的，在利用接收数据对信道辨识时，建立基于混合l₀范数的稀疏正则最小二乘模型，minimize||Gh-r||₂+γ||h||₀，其中||Gh-r||₂代表数据的拟合误差，||h||₀代表信道稀疏度的衡量，γ>0是加权因子，实现对数据的拟合质量和信道系数向量稀疏度的平衡与折中，从而兼顾两者的性能；考虑到此问题的非凸性，利用凸优化理论对其进行凸松弛，混合l₁范数的稀疏正则最小二乘模型minimize||Gh-r||₂+γ||h||₁，得证该模型是一个二阶锥规划问题，能够采用凸优化理论进行有效求解，具体为：调用包含内殿算法的CVX工具箱对松弛后的优化问题进行求解；

(3)根据求得信道模型重构接收数据，并根据其和原始数据的拟合误差，调整松弛后优化模型中拟合误差和信道稀疏度之间的权重因子，直至其满足收敛条件，在有效拟合接收数据的基础上以确保信道模型的稀疏性；

(4)利用得到的空间信道系数构建FIR辨识系统，完成对空间信道的精确模拟，在相同输入的时候保证输出信号的准确性；

(5)最后，将侦察接收机的耦合干扰和FIR辨识系统的输出同时送入对消器中，完成侦察机中目标回波信号和耦合干扰的分离，以保证目标回波信号的有效性。

本发明的优点是：

本发明保证了干扰机收发系统同时高效工作，在精确估计空间信道系统函数的基础上，通过构建辨识系统和对消器完成接收信号和干扰回波的隔离对消，从而保证了侦察接收信号的准确性。

附图说明

图1为基于FIR系统辨识收发隔离技术的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在干扰机发射系统采用宽带线性调频信号向空间发射探测信号，在预先设置的侦收端对包含空间信道信息的耦合信号进行接收，对回波数据分别进行采样；

(2)按照下述跟踪流程对空间信道进行估计：

首先，采用干扰机发射宽带现行调频信号对空间信道进行辨识，考虑到在一个场景中的主要信道数个数是有限的，在利用接收数据对信道辨识时，建立基于混合l₀范数的稀疏正则最小二乘模型，minimize||Gh-r||₂+γ||h||₀，其中||Gh-r||₂代表数据的拟合误差，||h||₀代表信道稀疏度的衡量，γ>0是加权因子，它实现对数据的拟合质量和信道系数向量稀疏度的平衡与折中，从而兼顾两者的性能；考虑到此问题的非凸性，现有方法难以给出一个有效的求解方法，本发明利用凸优化理论对其进行凸松弛，混合l₁范数的稀疏正则最小二乘模型minimize||Gh-r||₂+γ||h||₁，可以得证该模型是一个二阶锥规划问题，能够采用凸优化理论进行有效求解，具体的可以调用包含内殿算法的CVX工具箱对松弛后的优化问题进行求解；

(3)根据求得信道模型重构接收数据，并根据其和原始数据的拟合误差，调整松弛后优化模型中拟合误差和信道稀疏度之间的权重因子，直至其满足收敛条件，在有效拟合接收数据的基础上以确保信道模型的稀疏性，从而更满足实际情况；

(4)利用得到的空间信道系数构建FIR辨识系统，完成对空间信道的精确模拟，在相同输入的时候保证输出信号的准确性；

(5)最后，将侦察接收机的耦合干扰和FIR辨识系统的输出同时送入对消器中，完成侦察机中目标回波信号和耦合干扰的分离，以保证目标回波信号的有效性。

Claims (1)

1.一种基于系统辨识的干扰机收发隔离方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在干扰机发射系统采用宽带线性调频信号向空间发射探测信号，在预先设置的侦收端对包含空间信道信息的耦合信号进行接收，对回波数据分别进行采样；

(2)按照下述跟踪流程对空间信道进行估计：

首先，采用干扰机发射宽带现行调频信号对空间信道进行辨识，考虑到在一个场景中的主要信道数个数是有限的，在利用接收数据对信道辨识时，建立基于混合l₀范数的稀疏正则最小二乘模型，minimize||Gh-r||₂+γ||h||₀，其中||Gh-r||₂代表数据的拟合误差，||h||₀代表信道稀疏度的衡量，γ>0是加权因子，实现对数据的拟合质量和信道系数向量稀疏度的平衡与折中，从而兼顾两者的性能；考虑到此问题的非凸性，利用凸优化理论对其进行凸松弛，混合l₁范数的稀疏正则最小二乘模型minimize||Gh-r||₂+γ||h||₁，得证该模型是一个二阶锥规划问题，能够采用凸优化理论进行有效求解，具体为：调用包含内殿算法的CVX工具箱对松弛后的优化问题进行求解；

(3)根据求得信道模型重构接收数据，并根据其和原始数据的拟合误差，调整松弛后优化模型中拟合误差和信道稀疏度之间的权重因子，直至其满足收敛条件，在有效拟合接收数据的基础上以确保信道模型的稀疏性；

(4)利用得到的空间信道系数构建FIR辨识系统，完成对空间信道的精确模拟，在相同输入的时候保证输出信号的准确性；

(5)最后，将侦察接收机的耦合干扰和FIR辨识系统的输出同时送入对消器中，完成侦察机中目标回波信号和耦合干扰的分离，以保证目标回波信号的有效性。