CN111337886B - 基于通道比函数的雷达干扰抑制方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及基于通道比函数的雷达干扰抑制方法、装置及电子设备，属于雷达技术领域。方法包括：将假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元；根据主通道的脉冲压缩接收信号、辅助通道的脉冲压缩接收信号以及通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位；分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；将主通道的脉冲压缩接收信号、辅助通道的脉冲压缩接收信号与干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。该方法无需先验信息来识别干扰类型就可以实现干扰抑制，有效提高了干扰抑制的效果。

Description

基于通道比函数的雷达干扰抑制方法、装置及电子设备
技术领域
本申请属于雷达技术领域，具体涉及一种基于通道比函数的雷达干扰抑制方法、装置及电子设备。
背景技术
雷达或声纳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，雷达和声纳通过发射电磁波将能量辐射出去，接收由物体或目标反射的回波信号，同时对背景中不需要的杂波、混响以及干扰等成分进行抑制，实现对感兴趣目标的检测和跟踪等。而主瓣多假目标干扰是雷达或声纳等现代信息系统中比较常见的干扰之一。其中，主瓣多假目标干扰的主要方式是移频干扰和间歇采样转发干扰。
目前的抗干扰技术大多基于这样一个前提，即雷达首先需要识别出进入雷达接收机的干扰类型，然后根据干扰类型选择合适的对抗方法。例如选择前沿跟踪、距离保护波门等波门跟踪方法，基于目标和干扰幅度特征差异的干扰检测方法、利用空时自适应和极化处理的干扰抑制方法等。而在实际应用中，干扰的先验信息对于雷达来说是未知的，并且也很难通过电子侦察获取，因此，这种需要先验信息的干扰抑制方法对干扰的抑制效果并不好。
发明内容
鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于通道比函数的雷达干扰抑制方法、装置及电子设备，以改善现有抗干扰技术需要凭借先验信息来识别进入雷达接收机的干扰类型而导致抗干扰效率低下的问题。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种基于通道比函数的雷达干扰抑制方法，包括：将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数；根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位；分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。本申请实施例中，先将假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，使得每个时间单元包括：n个采样点，以保证某个时间单元仅有假目标存在；然后分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位，以及分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值，从中选取据模值或方差最小的时间单元，对应的模的均值和相位的均值来计算干扰抑制因子，使得计算出的干扰抑制因子尽可能地为仅有假目标存在的时刻的干扰抑制因子，以保证计算出的干扰抑制因子更准确，最后再将主通道的脉冲压缩接收信号、辅助通道的脉冲压缩接收信号与干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，即可实现干扰抑制，整个过程无需先验信息来识别干扰类型就可以实现干扰抑制，有效提高了干扰抑制的效果。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元之前，所述方法还包括：根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；根据所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定所述辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。本申请实施例中，先根据主通道的脉冲压缩接收信号来确定自身的假目标在距离维的分布范围，并以此来确定辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围，进而使得后续的处理仅对有假目标存在的分布范围进行处理，以简化数据的处理难度，提高处理效率。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围之前，所述方法还包括：对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号。本申请实施例中，对主通道的接收信号和辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，然后再基于脉冲压缩接收信号进行后续处理，接收信号经过脉冲压缩后，可以提高回波信号以及干扰信号相对于噪声的信号幅度比，便于后续的回波信号和干扰信号的分离。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号之后，所述方法还包括：根据所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号计算所述通道比函数。本申请实施例中，事先根据主通道的脉冲压缩接收信号和辅助通道的脉冲压缩接收信号来计算通道比函数，使得在干扰抑制时，可以节约在此时计算通道比函数的时间，进而提高效率。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围，包括：将所述主通道的脉冲压缩接收信号中信号幅度不小于指定阈值的部分确定为所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围。本申请实施例中，根据信号幅度的强弱来确定假目标在距离维的分布范围，不仅可以快速确定假目标的分布范围，而且使得所确定的假目标更准确。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于通道比函数的雷达干扰抑制装置，包括：划分模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块以及干扰抑制模块；划分模块，用于将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数；第一计算模块，用于根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位；第二计算模块，用于分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；第三计算模块，用于根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；干扰抑制模块，用于将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述装置还包括：确定模块，用于在划分模块将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元之前，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；以及根据所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定所述辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述装置还包括：压缩模块，用于在确定模块根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围之前，对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；所述存储器，用于存储程序；所述处理器，用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。
图1示出了本申请实施例提供的一种基于通道比函数的雷达干扰抑制方法的流程示意图。
图2a示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的主通道的脉冲压缩接收信号的波形示意图。
图2b示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的主通道的脉冲压缩接收信号的波形示意图。
图3a示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的通道比函数的模值和相位的示意图。
图3b示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的通道比函数的模值和相位的示意图。
图4a示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的通道比函数的模值的方差和相位的方差的示意图。
图4b示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的通道比函数的模值的方差和相位的方差的示意图。
图5a示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的主通道的脉冲压缩接收信号进行干扰抑制后的波形示意图。
图5b示出了本申请实施例提供的假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的主通道的脉冲压缩接收信号进行干扰抑制后的波形示意图。
图6示出了本申请实施例提供的一种基于通道比函数的雷达干扰抑制装置的模块框图。
图7示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
鉴于现有抗干扰抑制方法在进行干扰抑制时大都需要凭借先验信息来识别进入雷达接收机的干扰类型，进而根据干扰类型选择合适的对抗方法，而导致适用范围有限，且抗干扰效率低下的问题。本申请实施例提供了一种无需先验信息，直接基于盲源分离的干扰抑制方法，下面将结合图1，对本申请实施例提供的基于通道比函数的雷达干扰抑制方法进行说明。
步骤S101：将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点。
本申请实施例在进行干扰抑制时，将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，以保证划分出的某个时间单元为仅有假目标存在的时间单元。例如，假设脉冲压缩接收信号有1000个采样点，若假目标在距离维的分布范围为200-500这一范围内，若将这一分布范围等距离划分为30个时间单元，则每个时间单元包含10个采样点。其中，时间单元的数量L和每个时间单元内的采样点数据n均为大于2的正整数。需要注意的是这里的时间单元是仅表示计算统计特征时对应的时间长度，并不等同于时间分辨单元。
一种实施方式下，主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围可以事先人为划分。当然一种实施方式下，该分布范围也可以由雷达接收机自己根据用户设置的规则进行划分，在该种实施方式下，在步骤S101之前，该方法还包括：根据主通道的脉冲压缩接收信号确定主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；根据主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。通过确定假目标在距离维的分布范围，使得后续的处理仅对有假目标存在的分布范围进行处理，以简化数据的处理难度，提高处理效率。
在根据主通道的脉冲压缩接收信号确定主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围时，可以是根据信号的信号强度来进行划分，例如将主通道的脉冲压缩接收信号中信号幅度不小于指定阈值(如信号的均值或其他指定的值)的部分确定为主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围。其中，假目标在距离维的分布范围可以是连续的，也可以是分散的，若是分散的，在划分时间单元时，选取其中任一段连续的分布范围进行处理即可。
其中，在这之前，需要先得到主通道的脉冲压缩接收信号以及辅助通道的脉冲压缩接收信号，因此，该方法还包括：对主通道的接收信号和辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到主通道的脉冲压缩接收信号和辅助通道的脉冲压缩接收信号。
以雷达为例，设回波信号为sr(t)，干扰信号为j(t)，则在雷达接收天线端口处，主天线和交叉极化辅助天线的接收信号可分别表示为：
Figure BDA0002421145590000091
Figure BDA0002421145590000092
式中，hm为雷达主天线对应的Jones(琼斯)矢量，Sp为目标的极化散射矩阵,gm为雷达主天线电压增益，A为回波信号的幅度，hj为干扰机天线对应的Jones矢量，α为干信比对应的幅度比，ha为雷达辅助天线对应的Jones矢量，ga为雷达辅助天线电压增益，
Figure BDA0002421145590000093
和
Figure BDA0002421145590000094
分别为主天线和辅助天线接收通道内的背景噪声，服从零均值高斯分布。
则主通道和辅助通道的接收信号经过脉冲压缩后，可表示为：
Figure BDA0002421145590000095
Figure BDA0002421145590000096
其中，srp(t)表示回波信号的脉冲压缩结果，jp(t)表示干扰信号的脉冲压缩结果，nmp(t)和nap(t)表示主通道和辅助通道噪声的脉冲压缩结果。
步骤S102：根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位。
在将假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元后，根据主通道的脉冲压缩接收信号、辅助通道的脉冲压缩接收信号以及主通道与辅助通道的通道比函数分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位。
其中，主通道与辅助通道的通道比函数为：
Figure BDA0002421145590000101
式中，γ(t)表示通道比函数的模，
Figure BDA0002421145590000102
表示通道比函数的相位。假设某个时刻tn仅有干扰信号存在，那么tn时刻的通道比函数转化为：
Figure BDA0002421145590000103
根据公式(6)可以发现，在tn时刻，通道比函数仅与干扰和噪声有关。由于通常情况下，干扰信号强于背景噪声，并且干扰信号与雷达信号具有一定的相关性，经过脉冲压缩处理可以提高干噪比，因此忽略掉公式(6)中的背景噪声，可得：
Figure BDA0002421145590000104
公式(7)对应一个常量，仅与雷达天线参数有关。若tm时刻，同时存在干扰和回波时，其通道比函数为：
Figure BDA0002421145590000105
公式(8)是一个与信号波形和雷达天线参数相关的变量。根据公式(7)和公式(8)可知，在有回波存在的时刻和没有回波存在的时刻，通道比函数是不同的，根据这一差异可以确定一个仅有假目标存在的时刻，进而计算出干扰抑制因子。
其中，需要说明的是，对回波信号的提取，实际转化为干扰信号在两个通道内的增益比的计算问题，其过程如下：
根据公式(1)和公式(2)，则进入雷达主通道以及辅助通道的接收信号可表示为：
Figure BDA0002421145590000106
公式(9)表示成矩阵形式，即为V＝AS+n。根据公式(1)或(2)以及公式(9)可知，主通道和辅助通道的接收信号满足线性关系，将公式(9)写成线性方程组的形式，则有：
Figure BDA0002421145590000111
其中，aij为混合矩阵A中的元素。假设s1(t)表示回波信号，则根据线性方程组的解法，可得：
Figure BDA0002421145590000112
在盲源信号处理中，通常只讨论信号的波形参数，而忽略其幅度信息，因此对上式得到的s1(t)乘上一个比例因子
Figure BDA0002421145590000113
可得：
Figure BDA0002421145590000114
根据公式(12)，可以发现，对回波信号的提取，实际转化为干扰信号在两个通道内的增益比
Figure BDA0002421145590000115
的计算问题，因此，本申请实施例中，在对主通道的接收信号和辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到主通道的脉冲压缩接收信号和辅助通道的脉冲压缩接收信号后，还需要根据主通道的脉冲压缩接收信号和辅助通道的脉冲压缩接收信号计算主通道与辅助通道的通道比函数。
步骤S103：分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值。
在根据上述的通道比函数公式(9)分别计算得到每个时间单元中各个采样点对应的模和相位之后，分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值。
第l个时间单元对应的模的均值和方差分别为：
Figure BDA0002421145590000121
Figure BDA0002421145590000122
第l个时间单元对应的相位的均值和方差分别为：
Figure BDA0002421145590000123
Figure BDA0002421145590000124
步骤S104：根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子。
假设某个时间单元内仅有假目标存在，根据公式(7)可知，则其通道比函数为一个常量，即E[γ(l)]和
Figure BDA0002421145590000125
与时间单元内各个采样点的数值相等，那么对这一时间单元的数据计算方差，可得var[γ(l)]＝0和
Figure BDA0002421145590000126
对于同时存在回波和假目标的时间单元，根据公式(8)可知，各个采样点的值是不同的，即数据存在分散，var[γ(l)]＞0和
Figure BDA0002421145590000127
因此可以根据方差这一统计特征，来判定仅有假目标存在的时间单元。为了使计算出的干扰抑制因子更准确，本申请实施例中，可以选取模值或该模对应的方差最小的时间单元，记为l，将这一时间单元的对应的E[γ(l)]和
Figure BDA0002421145590000128
作为干扰抑制因子的幅度和相位，以此来计算干扰抑制因子。本申请实施例中，通过选取模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值来计算干扰抑制因子，也即尽可能选择一个仅有假目标存在的时刻来计算干扰抑制因子，使得计算出的干扰抑制因子尽可能的准确。
其中，忽略噪声情况下的干扰抑制因子w表示为：
Figure BDA0002421145590000129
步骤S105：将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
在得到干扰抑制因子后，将主通道的脉冲压缩接收信号、辅助通道的脉冲压缩接收信号与干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，便可得到干扰对消后的脉冲信号。也即，在得到干扰抑制因子后，干扰信号即可通过双通道对消来实现：
Figure BDA0002421145590000131
其中，在上述计算干扰抑制因子时，忽略了接收机背景噪声和极化纯度的影响。在考虑背景噪声存在的情况，设以t1为中心的时间单元，只有假目标存在，那么通道比变为：
Figure BDA0002421145590000132
其中，公式(19)中的w表示无噪声情况下的干扰抑制因子。在计算时，因为噪声功率未知，所以考虑噪声时，是以w'＝R(t1)作为干扰抑制因子，那么根据式(19)可以得出，噪声所引起的干扰抑制因子变化量为：
Figure BDA0002421145590000133
那么Δw相对于w的变化率为：
Figure BDA0002421145590000134
公式(21)中，分母中
Figure BDA0002421145590000135
表示经过脉冲压缩后主通道的干扰信号，由于通常干扰信号的能量远高于背景噪声，并且干扰信号与雷达信号具有一定的相参性，因此经过脉冲压缩后，其幅度会进一步提高，所以
Figure BDA0002421145590000141
那么干扰抑制因子的变化率
Figure BDA0002421145590000142
也即背景噪声对干扰抑制因子的影响很小。
那么此时干扰抑制的结果可表示为：
Figure BDA0002421145590000143
考虑极化纯度的影响，设以t1为中心的时间单元，只有假目标存在，那么通道比函数变为：
Figure BDA0002421145590000144
式中，
Figure BDA0002421145590000145
表示辅助天线的交叉极化矢量，β表示一个比例系数，|ha+Δh|表示向量的模。令
Figure BDA0002421145590000146
则干扰抑制的结果可表示为：
Figure BDA0002421145590000147
从公式(23)可以发现，虽然极化纯度的改变，实际上导致辅助通道的信号也相应的发生改变，因此对应的最佳干扰抑制因子也相应地发生变化。但是从公式(24)可以发现，从基于通道比函数的雷达干扰抑制方法的整个过程来看，极化状态的改变，并不影响干扰抑制的效果。从这一点也可以看出本申请实施例所提供的基于通道比函数的雷达干扰抑制方法的优越性，即该方法不需要主辅天线的极化矢量严格正交，也不需要估计干扰的极化矢量，只需要保证主辅通道极化不同即可实现干扰抑制。
接下来将结合试验数据对主瓣多假目标干扰中的间歇采样转发干扰的抑制过程进行说明。间歇采样转发干扰，在不同占空比的情况下，所产生的假目标有不同的分布特性。这里固定干扰采样脉冲宽度τ＝1μs，通过控制采样脉冲周期分别为Ts＝2μs和Ts＝10μs来模拟不同分布的假目标。那么雷达主通道的接收信号经过脉冲压缩后的脉冲压缩结果如图2a和图2b所示。其中，图2a为假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的主通道的脉冲压缩接收信号的波形示意图；图2b为假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的主通道的脉冲压缩接收信号的波形示意图。根据图2a和图2b，可以发现间歇采样转发干扰在采样占空比较大时，仅能产生稀疏分布的假目标，并且假目标幅度从最强的主假目标向两侧依次衰减(如图2b所示)；而当占空比较低时，可以产生密集的假目标(如图2a所示)。
接下来对假目标的分布范围按时间单元进行均分处理，并计算主通道对辅助通道的通道比函数的模值和相位，其结果如图3a和图3b所示。其中，图3a为假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的通道比函数的模值和相位的示意图；图3b为假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的通道比函数的模值和相位的示意图。从图3a、图3b可知，间歇采样转发干扰的主辅通道比经过时间单元平均后，在大部分的观测单元，通道比函数的模值和相位的取值只围绕一个固定值发生微小的波动，而在回波和干扰同时存在的时间单元，其模值和相位的波动较大。
对各个观测单元的通道比函数计算方差，其结果如图4a和图4b所示。其中，图4a为假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的通道比函数的模值的方差和相位的方差的示意图；图4b为假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的通道比函数的模值的方差和相位的方差的示意图。
根据图4a和图4b可得不同观测单元的方差数值，从中选择出模值或该模值对应的方差最小的观测单元，将这一观测单元的对应的E[γ(l)]和
Figure BDA0002421145590000151
作为干扰抑制因子的幅度和相位，以此来计算干扰抑制因子，即可得到干扰抑制因子，进行干扰抑制。干扰抑制后的脉冲压缩信号如图5a和图5b所示。其中，图5a为假目标的采样脉冲周期Ts＝2μs下的主通道的脉冲压缩接收信号进行干扰抑制后的波形示意图；图5b为假目标的采样脉冲周期Ts＝10μs下的主通道的脉冲压缩接收信号进行干扰抑制后的波形示意图。根据图5a和图5b可以发现，间歇采样转发干扰可以利用通道比函数的双通道对消方法进行干扰抑制。
本申请实施例还提供了一种基于通道比函数的雷达干扰抑制装置100，如图6所示。该雷达干扰抑制装置100包括：划分模块110、第一计算模块120、第二计算模块130、第三计算模块140以及干扰抑制模块150。
划分模块110，用于将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数。
第一计算模块120，用于根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位。
第二计算模块130，用于分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值。
第三计算模块140，用于根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子。
干扰抑制模块150，用于将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
其中，所述雷达干扰抑制装置100还包括：确定模块，用于在划分模块110将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元之前，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；以及根据所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定所述辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。可选地，确定模块，用于将所述主通道的脉冲压缩接收信号中信号幅度不小于指定阈值的部分确定为所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围。
所述雷达干扰抑制装置100还包括：压缩模块，用于在确定模块根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围之前，对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号。
所述雷达干扰抑制装置100还包括：第四计算模块，用于在压缩模块对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号之后，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号计算所述通道比函数。
本申请实施例所提供的雷达干扰抑制装置100，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
如图7所示，图7示出了本申请实施例提供的一种电子设备200的结构框图。所述电子设备200包括：收发器210、存储器220、通讯总线230以及处理器240。
所述收发器210、所述存储器220、处理器240各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线230或信号线实现电性连接。其中，收发器210可以包括主天线和交叉极化辅助天线，用于收发数据。存储器220用于存储计算机程序，如存储有图6中所示的软件功能模块，即雷达干扰抑制装置100。其中，雷达干扰抑制装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器220中或固化在所述电子设备200的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器240，用于执行存储器220中存储的可执行模块，例如雷达干扰抑制装置100包括的软件功能模块或计算机程序。例如，处理器240，用于将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数；根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位；分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
其中，存储器220可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器240可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器240也可以是任何常规的处理器等。
其中，上述的电子设备200，包括但不限于雷达设备。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于通道比函数的雷达干扰抑制方法，其特征在于，包括：
将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数；
根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位，其中，所述通道比函数为
Figure FDA0003399866960000011
γ(t)表示通道比函数的模，
Figure FDA0003399866960000012
表示通道比函数的相位，所述主通道的脉冲压缩接收信号为
Figure FDA0003399866960000013
所述辅助通道的脉冲压缩接收信号为
Figure FDA0003399866960000014
srp(t)表示回波信号的脉冲压缩结果，jp(t)表示干扰信号的脉冲压缩结果，nmp(t)和nap(t)表示主通道和辅助通道噪声的脉冲压缩结果，hm为雷达主天线对应的琼斯矢量，Sp为目标的极化散射矩阵,gm为雷达主天线电压增益，A为回波信号的幅度，hj为干扰机天线对应的Jones矢量，α为干信比对应的幅度比，ha为雷达辅助天线对应的Jones矢量，ga为雷达辅助天线电压增益；
分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；
根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；
将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元之前，所述方法还包括：
根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；
根据所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定所述辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围之前，所述方法还包括：
对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号之后，所述方法还包括：
根据所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号计算所述通道比函数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围，包括：
将所述主通道的脉冲压缩接收信号中信号幅度不小于指定阈值的部分确定为所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围。
6.一种基于通道比函数的雷达干扰抑制装置，其特征在于，包括：
划分模块，用于将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元，每个时间单元包括：n个采样点，L和n均为大于2的正整数；
第一计算模块，用于根据所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号以及所述主通道与所述辅助通道的通道比函数，分别计算每个时间单元中各个采样点对应的模和相位，其中，所述通道比函数为
Figure FDA0003399866960000031
γ(t)表示通道比函数的模，
Figure FDA0003399866960000032
表示通道比函数的相位，所述主通道的脉冲压缩接收信号为
Figure FDA0003399866960000033
所述辅助通道的脉冲压缩接收信号为
Figure FDA0003399866960000034
srp(t)表示回波信号的脉冲压缩结果，jp(t)表示干扰信号的脉冲压缩结果，nmp(t)和nap(t)表示主通道和辅助通道噪声的脉冲压缩结果，hm为雷达主天线对应的琼斯矢量，Sp为目标的极化散射矩阵,gm为雷达主天线电压增益，A为回波信号的幅度，hj为干扰机天线对应的Jones矢量，α为干信比对应的幅度比，ha为雷达辅助天线对应的Jones矢量，ga为雷达辅助天线电压增益；
第二计算模块，用于分别计算每个时间单元对应的模的均值和方差以及该时间单元对应的相位的均值；
第三计算模块，用于根据模值或方差最小的时间单元对应的模的均值和相位的均值计算干扰抑制因子；
干扰抑制模块，用于将所述主通道的脉冲压缩接收信号、所述辅助通道的脉冲压缩接收信号与所述干扰抑制因子的乘积进行干扰对消处理，得到干扰对消后的脉冲信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，用于在划分模块将主通道或辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围等距离划分为L个时间单元之前，根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；以及根据所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围确定所述辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围；其中，所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围与辅助通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围相同。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
压缩模块，用于在确定模块根据所述主通道的脉冲压缩接收信号确定所述主通道的脉冲压缩接收信号中的假目标在距离维的分布范围之前，对所述主通道的接收信号和所述辅助通道的接收信号各自进行脉冲压缩，得到所述主通道的脉冲压缩接收信号和所述辅助通道的脉冲压缩接收信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。
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