CN110261846A - 一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，通过自适应调整旁瓣匿影门限克服特定方向的“匿影穿刺”，同时能够匿影多径假目标。利用在先验的匿影穿刺方向设定合适的匿影门限即匿影门限值，将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点，使得在该方向辅主通道幅度之比大于匿影门限，避免穿刺的发生；同时针对雷达抗有源假目标干扰时存在的多径问题，将被匿影的距离单元进行距离向自适应扩展，使得匿影宽度包含多径假目标峰值所在的距离单元，达到匿影多径假目标的目的。

Description

一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法

技术领域

本发明属于雷达假目标干扰抑制技术领域，具体涉及一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法。

背景技术

雷达、导航、声纳和通信等现代信息系统通过电磁波或声波的调制、发射和接收实现信息的传输，以及目标的检测、定位、成像、跟踪和识别。例如，雷达和声纳通过电磁波和声波将能量辐射到空间和水底，探测由物体或目标反射的回波信号，同时抑制背景中不需要的杂波、混响以及干扰等成分，实现对感兴趣目标的检测和跟踪等。随着信息化水平的不断提升，现代信息系统的工作环境日益复杂，大量的有源干扰严重妨碍了信息系统的功能实现，同时，由于干扰功率一般都比较大，环境带来的多径干扰给传统抗干扰方法带来严峻的考验。

当前，现代信息系统普遍采用了相控阵以及辅助通道等阵列天线体制，对于有源假目标干扰而言，由于辅助天线在特定方向上的增益难以严格保证大于主通道的天线副瓣增益，简单的旁瓣匿影会导致系统对特定方向的假目标剩余过多，即发生旁瓣匿影的“匿影穿刺”。另外，旁瓣匿影技术利用主辅天线在主副瓣方向的增益差异，采用比幅方法判断目标峰值的真假，进而将假目标进行匿影，减少假目标干扰带来的虚警，该方法在抗假目标干扰处理中得到广泛应用。然而，当存在多径干扰时，由于主辅通道在各个多径方向的增益不同，且多径时延引起假目标峰值位置变化，使得主辅通道接收到的假目标增益难以满足副瓣匿影条件，进而导致旁瓣匿影性能变差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，通过自适应调整旁瓣匿影门限克服特定方向的“匿影穿刺”，同时能够匿影多径假目标。

为实现上述目的，本发明的雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，包括如下步骤：

步骤1，利用估计的干扰方向与先验已知的雷达方向图，调整匿影门限值克服设定方向的“匿影穿刺”，记录此时的匿影门限值；

步骤2，根据步骤1中的匿影门限值将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点；

步骤3，将每个距离单元的匿影标识点进行前后扩展，得到该距离单元的匿影标识组，将每个匿影标识组中的最大值作为新的匿影标识点；

步骤4，利用每个新的匿影标识点对主通道对应距离单元的接收信号进行旁瓣匿影处理，完成雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影。

其中，所述步骤2中，第i个距离单元的匿影标识点为d_i(1≤i≤N)为：

其中1≤i≤N，N为雷达接收数据长度，x₀(i)为主通道第i个距离单元的接收信号，x₁(i)为辅通道第i个距离单元的接收信号，η为所述步骤1记录的匿影门限值。

其中，所述步骤3中，各个距离单元的匿影标识组组成扩展后的匿影标识矩阵，表示为dt：

其中，p为前向扩展维数，q为后向扩展维数，dt维度为(p+q)×N；

将矩阵dt每一列向量的最大值作为新的匿影标识点；

其中第i个列向量的最大值为：

dn(i)＝max{dt(1,i),dt(2,i),...dt(j,i),...,dt(p+q+1,i)},1≤j≤p+q+1，dt(j,i)为第i个列向量的第j个元素。

有益效果：

本发明利用在先验的匿影穿刺方向设定合适的匿影门限即匿影门限值，将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点，使得在该方向辅主通道幅度之比大于匿影门限，避免穿刺的发生；同时针对雷达抗有源假目标干扰时存在的多径问题，将被匿影的距离单元进行距离向自适应扩展，使得匿影宽度包含多径假目标峰值所在的距离单元，达到匿影多径假目标的目的。

附图说明

图1是本发明的雷达假目标抑制的自适应旁瓣匿影方法流程图；

图2是实验验证所用的抗干扰前主辅通道信号的匹配滤波波形；

图3是常规的旁瓣匿影抗干扰后主通道信号的匹配滤波波形；

图4是本发明的自适应旁瓣匿影抗干扰后主通道信号的匹配滤波波形。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明目的在于克服现有雷达抗有源假目标干扰方面的不足，提供一种自适应的抗干扰方法。本发明适用于电子对抗领域多通道雷达抗干扰等电子防御应用，同时，也可应用于导航、声纳和通信等信息系统的抗干扰领域。

本发明雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法流程图如图1所示，其具体步骤为：

步骤1，利用估计的干扰方向与先验已知的雷达方向图，调整匿影门限值克服“匿影穿刺”，记录此时的匿影门限值；

步骤2，根据步骤1中的匿影门限值将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点；

步骤3，将每个距离单元的匿影标识点进行前后扩展，得到该距离单元的匿影标识组，将每个匿影标识组中的最大值作为新的匿影标识点；

步骤4，利用每个新的匿影标识点对主通道对应距离单元的接收信号进行旁瓣匿影处理，完成雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影。

获得雷达主、辅通道每个距离单元的接收信号；假设该雷达有1个主通道和1个辅助通道，雷达接收数据长度为N，主辅通道接收信号分别表示为x₀(i)和x₁(i)，噪声信号表示为n(i)，其中1≤i≤N。所述步骤2中，第i个距离单元的匿影标识点为d_i(1≤i≤N)为：

其中η为所述步骤1记录的匿影门限值。

当辅助天线在特定方向上的增益难以严格保证大于主通道的天线副瓣增益时，固定的匿影门限会导致的该方向上匿影失效，即发生旁瓣匿影的“匿影穿刺”。利用在先验的匿影穿刺方向设定合适的匿影门限即匿影门限值，将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点，使得在该方向辅主通道幅度之比大于匿影门限，避免穿刺的发生。

所述步骤3中，各个距离单元的匿影标识组组成扩展后的匿影标识矩阵，表示为dt：

其中，p为前向扩展维数，q为后向扩展维数，dt维度为(p+q)×N；目的是为了展宽每个距离向上的邻域门限，对假目标峰值位置变化有一定的抑制效果。

将矩阵dt每一列向量的最大值作为新的匿影标识点；

其中第i个列向量的最大值为：

dn(i)＝max{dt(1,i),dt(2,i),...dt(j,i),...,dt(p+q+1,i)},1≤j≤p+q+1；

其中，dt(j,i)为第i个列向量的第j个元素。

步骤4，第i个新的匿影标识点对主通道对应距离单元的接收信号x₀(i)进行旁瓣匿影处理，得到处理后的信号y(i)：

实验验证：

本实验采用实测的雷达数据来展示本发明旁瓣匿影的能力。假设目标信号为线性调频信号，信号方向与阵列波束指向相同，为0°，SNR为0dB；存在假目标干扰来自于主天线副瓣方向，多径干扰来自于主天线主瓣方向，INR分别为30dB和10dB。数据处理的时域采用点数为10000。

雷达主辅通道接收数据表示为x₀(t)和x₁(t)，主辅通道数据脉冲压缩后的时域波形如图2所示，从图2可以明显看出，由于假目标干扰的影响，主辅通道脉冲压缩后均在距离向上形成多个假目标；对得到的多个假目标采用常规的旁瓣匿影处理，其匿影结果如图3所示，从图3中可以看出常规匿影处理后仍然存在部分信号剩余。采用本发明步骤进行处理主通道匿影后的波形如图4所示，此时匿影穿刺现象消失，并实现匿影多径假目标的目的。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，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 (3)

1.一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，其特征在于，

步骤1，利用估计的干扰方向与先验已知的雷达方向图，调整匿影门限值克服“匿影穿刺”，记录此时的匿影门限值；

步骤2，根据步骤1中的匿影门限值将所述主、辅通道每个距离单元的接收信号进行比幅处理，得到该距离单元的匿影标识点；

步骤3，将每个距离单元的匿影标识点进行前后扩展，得到该距离单元的匿影标识组，将每个匿影标识组中的最大值作为新的匿影标识点；

步骤4，利用每个新的匿影标识点对主通道对应距离单元的接收信号进行旁瓣匿影处理，完成雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影。

2.如权利要求1所述的一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，其特征在于，所述步骤2中，第i个距离单元的匿影标识点为d_i(1≤i≤N)为：

其中1≤i≤N，N为雷达接收数据长度，x₀(i)为主通道第i个距离单元的接收信号，x₁(i)为辅通道第i个距离单元的接收信号，η为所述步骤1记录的匿影门限值。

3.如权利要求1所述的一种雷达假目标干扰抑制的自适应旁瓣匿影方法，其特征在于，所述步骤3中，各个距离单元的匿影标识组组成扩展后的匿影标识矩阵，表示为dt：

其中，p为前向扩展维数，q为后向扩展维数，dt维度为(p+q)×N；

将矩阵dt每一列向量的最大值作为新的匿影标识点；

其中第i个列向量的最大值为：

dn(i)＝max{dt(1,i),dt(2,i),...dt(j,i),...,dt(p+q+1,i)},1≤j≤p+q+1，dt(j,i)为第i个列向量的第j个元素。