CN113884990B - 联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，采用两级自适应处理，对主雷达内存在的多主瓣干扰进行有效抑制，克服了多主瓣干扰直接对消需要满足的苛刻条件，减小方法的限制，提高本发明在工程上的可实现性；本发明利用波束图重构法和自适应多波束形成技术，仅利用主辅两个雷达实现了多主瓣干扰抑制，降低对辅助雷达的数量要求，使得本发明在工程中对场景的适应性显著提高；利用动平台分布式雷达系统，对主辅助雷达接收各个干扰的时变相位差进行了有效补偿，克服了传统方法只能补偿固定相位差的问题，提高本发明在工程上的实用性。

Description

联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法及系统

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法及系统。

背景技术

在雷达系统中，当干扰与目标角度非常接近时，基于信号相消的抗主瓣干扰方法可以在保留目标回波的同时实现干扰抑制，根据信号相消的抗主瓣干扰方法是分布式雷达抗主瓣干扰的重要手段，常常被应用于雷达系统中。

但此类方法存在几个问题：第一，当主雷达内存在多个主瓣干扰时，干扰抑制性能严重下降；第二，多主瓣干扰直接对消需要采用多个辅助雷达，成本较高，且需要主辅助雷达接收各个干扰的时延差和径向速度差以及增益相同，要求苛刻，难以实现；第三，在动平台分布式雷达系统内，干扰机与雷达间的相对运动会导致不同雷达接收干扰信号的相位差随时间变化，而此类方法只能补偿固定相位差，严重影响干扰对消性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法及系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，应用于雷达系统中，雷达系统包括主雷达以及辅助雷达，包括：

步骤1：对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

步骤2：利用波束图重构法对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号；

步骤3：对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

步骤4：利用补偿后的各个独立干扰信号，对消主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制。

其中，波束形成后的回波信号表示为：

其中，y₁(t)表示主雷达经过波束形成后的回波信号，p＝1,2,...,P，P表示主瓣干扰的个数，f₀表示载波频率，λ表示发射信号波长；

以及j_p(t)分别表示主雷达接收的第p个干扰信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；β_1,s、τ_1,s、v_1,s以及u(t)分别表示主雷达接收目标信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；/>

表示主雷达的内部噪声；∑表示求和操作。/>

可选的，步骤2包括：

步骤21：利用波束图重构法构造代价函数；

步骤22：在代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

步骤23：利用拉格朗日乘子法对旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

步骤24：使用一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

可选的，步骤21包括：

步骤211：在所有干扰方向施加约束条件，使其满足

其中，(·)^Η表示共轭转置操作，w_p表示第p个自适应波束对应的权矢量，C_p形成第p个自适应波束对应的约束子空间，C_p中各列矢量相互独立，C_p对应的公式如下：

其中，N表示辅助雷达内的阵元数，

和/>

分别表示辅助雷达接收干扰p的方向和导向矢量；f_p为C_p对应的约束矢量，/>

步骤212：在抑制其余干扰的基础上，构造代价函数为

以使自适应方向图与静态方向图尽可能保持一致；

其中，w_expect,p表示第p个干扰对应的期望权矢量，

表示取最小权矢量，||·||²表示取模平方，w_p,0为静态权矢量；

步骤22包括：

在保留期望方向干扰信号基础上，在代价函数中增加旁瓣约束，获得代价函数为自适应权矢量对应的代价函数为

其中，w_p,side表示约束旁瓣对应的权矢量，A_p,side表示所有旁瓣对应导向矢量的矩阵，为

其中，BW₀表示主波束宽度，μ表示权重因子，/>

表示取实部算子；

步骤23包括：

步骤231：对J(w_p)中的w_p求导，获得

步骤232：令η_p＝2λ_p，可得

步骤233：令

则有/>

步骤234：将步骤221至步骤223中所得结果联立，获得一级自适应权矢量的计算公式为：

步骤24包括：

利用一级自适应权矢量公式，在各个干扰方向，对辅助雷达进行自适应波束形成处理，得到第p个独立干扰信号，完成一级自适应处理；

第p个独立干扰信号为：

其中，x₂(t)表示辅助雷达接收的回波信号，y_{2_p}(t)表示第p个独立干扰信号为，

表示第p个独立干扰信号为的复增益、传播时延和径向速度；β_{2_p,s}、τ_2,s、v_2,s表示第p个自适应波束对应的目标复增益、传播时延和径向速度；/>

表示第p个自适应波束对应的内部噪声。

可选的，步骤3包括：

步骤31：利用幅值相关法估计主辅助雷达接收各干扰的时延差；

步骤32：利用时延差估计值对辅助雷达接收的独立干扰信号p进行包络对齐；

步骤33：利用两级搜索法估计主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

步骤34：利用径向速度差的估计值对辅助雷达接收的独立干扰信号进行径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号。

其中，幅值相关法估计所使用的公式为：

其中，

表示主辅助雷达接收干扰p的时延差估计值，/>

表示y₁(t)和y_{2_p}(t)的幅值相关函数；max{·}表示最大值函数，E[·]表示求期望，(·)^*表示取共轭，|·|表示取幅值；

包络对齐操作所使用的公式为：

其中，y′_{2_p}(t)表示包络对齐后的信号；

步骤33包括：

步骤331：基于预设的搜索间隔，利用一级插值搜索确定径向速度差的粗估值；

步骤332：在粗估值附近局部加密，并进行二级插值搜索，确定径向速度差的精估值；

步骤333：将精确估计值，确定为主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

的估计值。

可选的，每一级插值搜索的过程为：

第一步：对速度进行搜索，将y₁(t)与经过包络对齐以及用当前搜索值Δv_p,i补偿径向速度差之后的

做相关，得到相关函数为

第二步：保存τ＝0对应相关函数

的最大值以及Δv_p,i，即

其中，p(Δv_p,i)表示搜索值Δv_p,i对应的相关函数最大值；

第三步：遍历保存的所有相关值p(Δv_p,i)，则最大值对应的Δv_p,i即为

的估计值，即/>

得到补偿后的各个独立干扰信号为：

其中，y″_{2_p}(t)表示补偿后的第p个干扰信号。

可选的，各个独立干扰信号组成的整体为：

Y₂(t)＝[y″_{2_1}(t)；y″_{2_2}(t)；…；y″_{2_P}(t)]；

对消主雷达中的多个主瓣干扰分量所使用的公式表示为：

其中，e(t)表示主雷达经过对消后的期望输出，

表示第二级自适应权矢量。

第二方面，本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制系统包括：

常规波束形成模块，用于对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

自适应多波束形成模块，用于对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；；

信号补偿模块，用于对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

多主瓣干扰对消模块，用于利用补偿后的各个独立干扰信号，对消主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制。

可选的，自适应多波束形成模块具体用于：

在代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

利用拉格朗日乘子法对旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

使用一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

1，本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法及系统，采用两级自适应处理，对主雷达内存在的多主瓣干扰进行了有效抑制，克服了多主瓣干扰直接对消需要满足的苛刻条件，减小了方法的限制，提高了本发明在工程上的可实现性。

2，本发明在辅助雷达可以形成复杂波束的情况下，仅利用主辅两个雷达实现了多主瓣干扰抑制，降低了对辅助雷达的数量要求，提高了本发明在工程中对场景的适应性。

3，本发明利用了动平台分布式雷达系统，对主辅助雷达接收各个干扰的时变相位差进行了有效补偿，克服了传统方法只能补偿固定相位差的问题，提高了本发明在工程上的实用性。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法在主雷达未加干扰情况下的PD处理图；

图4是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法在主雷达加干扰情况下的PD处理图；

图5是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，辅助雷达波束1的自适应方向图；

图6是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，辅助雷达波束2的自适应方向图；

图7是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用幅值相关法估计干扰1时延差的结果图；

图8是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用幅值相关法估计干扰2时延差的结果图；

图9是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第一级搜索估计干扰1的径向速度差的结果图；

图10是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第二级搜索估计干扰1的径向速度差的结果图；

图11是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第一级搜索估计干扰2的径向速度差的结果图；

图12是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第二级搜索估计干扰2的径向速度差的结果图；

图13是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法对主雷达进行主瓣干扰抑制后的结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法的流程示意图，包括：

步骤1：对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

波束形成后的回波信号表示为：

其中，y₁(t)表示主雷达经过波束形成后的回波信号，p＝1,2,...,P，P表示主瓣干扰的个数，f₀表示载波频率，λ表示发射信号波长；

以及j_p(t)分别表示主雷达接收的第p个干扰信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；β_1,s、τ_1,s、v_1,s以及u(t)分别表示主雷达接收目标信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；/>

表示主雷达的内部噪声；∑表示求和操作。

步骤2：利用波束图重构法对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号；

步骤3：对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

步骤4：利用补偿后的各个独立干扰信号，对消主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制。

参考图1，在图1中步骤2为一级自适应处理过程，步骤3中的包络对齐、径向速度差补偿构成二级自适应处理，最终完成对主雷达回波信号的主瓣干扰抑制。

本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，采用两级自适应处理，对主雷达内存在的多主瓣干扰进行了有效抑制，克服了多主瓣干扰直接对消需要满足的苛刻条件，减小方法的限制，提高本发明在工程上的可实现性；本发明利用波束图重构法和自适应多波束形成技术，仅利用主辅两个雷达实现了多主瓣干扰抑制，降低对辅助雷达的数量要求，使得本发明在工程中对场景的适应性显著提高；利用动平台分布式雷达系统，对主辅助雷达接收各个干扰的时变相位差进行了有效补偿，克服了传统方法只能补偿固定相位差的问题，提高本发明在工程上的实用性。

在本发明一种实施例中，步骤2包括：

步骤21：利用波束图重构法构造代价函数；

步骤22：在代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

步骤23：利用拉格朗日乘子法对旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

步骤24：使用一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

在本发明一种实施例中，步骤21包括：

步骤211：在所有干扰方向施加约束条件，使其满足

其中，(·)^Η表示共轭转置操作，w_p表示第p个自适应波束对应的权矢量，C_p形成第p个自适应波束对应的约束子空间，C_p中各列矢量相互独立，C_p对应的公式如下：

其中，N表示辅助雷达内的阵元数，

和/>

分别表示辅助雷达接收干扰p的方向和导向矢量；f_p为C_p对应的约束矢量，/>

步骤212：常我们希望在抑制其余干扰的同时，尽可能的使自适应方向图与静态方向图保持一致。因此在抑制其余干扰的基础上，构造代价函数为

以使自适应方向图与静态方向图尽可能保持一致；

其中，w_expect,p表示第p个干扰对应的期望权矢量，

表示取最小权矢量，||·||²表示取模平方，w_p,0为静态权矢量；

在本发明一种实施例中，自适应波束形成可能会导致旁瓣抬高，影响干扰抑制性能。因此，保留期望方向干扰信号的同时，可以对旁瓣进行约束。因此步骤22包括：

过程为：在保留期望方向干扰信号基础上，在代价函数中增加旁瓣约束，求解获得一级自适应权矢量对应的代价函数为

其中，w_p,side表示约束旁瓣对应的权矢量，A_p,side表示所有旁瓣对应导向矢量的矩阵，为

其中，BW₀表示主波束宽度。综合以上各个条件，可以得到求解一级自适应权矢量对应的代价函数，即

其中，μ表示权重因子，

表示取实部算子；/>

在本发明一种实施例中，步骤23包括：

步骤231：对J(w_p)中的w_p求导，获得

步骤232：令η_p＝2λ_p，整理上式可得

步骤233：令

则有/>

步骤234：将步骤221至步骤223中所得结果联立，获得一级自适应权矢量的计算公式为：

步骤24包括：

利用一级自适应权矢量公式，在各个干扰方向，对辅助雷达进行自适应波束形成处理，得到第p个独立干扰信号，完成一级自适应处理；

第p个独立干扰信号为：

其中，x₂(t)表示辅助雷达接收的回波信号，y_{2_p}(t)表示第p个独立干扰信号为，

表示第p个独立干扰信号为的复增益、传播时延和径向速度；β_{2_p,s}、τ_2,s、v_2,s表示第p个自适应波束对应的目标复增益、传播时延和径向速度；/>

表示第p个自适应波束对应的内部噪声。

在本发明一种实施例中，步骤3包括：

步骤31：利用幅值相关法估计主辅助雷达接收各干扰的时延差；

幅值相关法估计所使用的公式为：

其中，

表示主辅助雷达接收干扰p的时延差估计值，/>

表示y₁(t)和y_{2_p}(t)的幅值相关函数；max{·}表示最大值函数，E[·]表示求期望，(·)^*表示取共轭，|·|表示取幅值；

步骤32：利用时延差估计值对辅助雷达接收的独立干扰信号p进行包络对齐；

包络对齐操作所使用的公式为：

其中，y′_{2_p}(t)表示包络对齐后的信号；

步骤33：利用两级搜索法估计主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

步骤34：利用径向速度差的估计值对辅助雷达接收的独立干扰信号进行径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号。

在本发明一种实施例中，步骤33包括：

步骤331：基于预设的搜索间隔，利用一级插值搜索确定径向速度差的粗估值；

步骤332：在粗估值附近局部加密，并进行二级插值搜索，确定径向速度差的精估值；

步骤333：将精确估计值，确定为主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

的估计值。

每一级插值搜索的过程为：

第一步：对速度进行搜索，将y₁(t)与经过包络对齐以及用当前搜索值Δv_p,i补偿径向速度差之后的

做相关，得到相关函数为

第二步：保存τ＝0对应相关函数

的最大值以及Δv_p,i，即

其中，p(Δv_p,i)表示搜索值Δv_p,i对应的相关函数最大值；

第三步：遍历保存的所有相关值p(Δv_p,i)，则最大值对应的Δv_p,i即为

的估计值，即/>

得到补偿后的各个独立干扰信号为：

其中，y″_{2_p}(t)表示补偿后的第p个干扰信号。

各个独立干扰信号组成的整体为：

Y₂(t)＝[y″_{2_1}(t)；y″_{2_2}(t)；…；y″_{2_P}(t)]；

对消主雷达中的多个主瓣干扰分量所使用的公式表示为：

其中，e(t)表示主雷达经过对消后的期望输出，

表示第二级自适应权矢量。

如图2所示，本发明提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制系统包括：

常规波束形成模块21，用于对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

自适应多波束形成模块22，用于对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；；

信号补偿模块23，用于对各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

多主瓣干扰对消模块24，用于利用补偿后的各个独立干扰信号，对消主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制。

在本发明一种实施例中，自适应多波束形成模块具体用于：

在代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

利用拉格朗日乘子法对旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

使用一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

本发明装置部分实施例与方法部分实施例一一对应，实现的有益效果也相同，此处不再一一详述。

下面结合仿真实验对本发明的效果做进一步的说明：

1.仿真条件：

本发明仿真实验的环境为：MATLAB R2018b，Intel(R)Xeon(R)CPU 2.20GHz，Window 10专业版。

2.仿真内容与结果分析：

本发明的仿真实验是利用本发明的方法，采用一发二收的分布式雷达系统对主雷达进行多主瓣干扰抑制。假定主雷达内仅存在2个主瓣干扰和1个目标。各雷达接收阵元数均是24个，距离门的总数是1000个，发射脉冲处理周期的总数是24个，发射波长为1m，脉冲重复频率是1KHz。发射雷达、主雷达和辅助雷达的位置分别为[-30km,0km,4km]、[0km,0km,8km]和[0km,60km,6km]。目标和两干扰机的位置分别为[60km,60km,7km]、[58km,60km,8km]和[68km,70km,7km]。发射雷达、主雷达和辅助雷达的速度分别为[0m/s,120m/s,40m/s]、[0m/s,100m/s,0m/s]和[0m/s,140m/s,-50m/s]。目标和两干扰机的位置分别为[0m/s,120m/s,0m/s]、[10m/s,400m/s,0m/s]和[-50m/s,200m/s,10m/s]。目标和两干扰机的功率分别为27dB、52dB和62dB。干扰1和干扰2的时延差对应的偏移量为分别为85和96，径向速度差的精确值分别为-210.9296m/s和-76.6454m/s。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法在主雷达未加干扰情况下的PD处理图。图2中横坐标表示多普勒通道序号，纵坐标表示距离门序号。由图2可知，主雷达的信噪比约为35dB。

请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法在主雷达加干扰情况下的PD处理图。由图3可知，主雷达的干噪比约为60dB。

请参见图4和图5，图4和图5分别是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，辅助雷达波束1和波束2的自适应方向图。图4和图5中的横坐标表示扫描角度，纵坐标表示角度对应的天线功率值。由图4可知，辅助雷达波束1在保住干扰1的同时，在干扰2处形成的自适应凹口深度约为-82dB，干扰被有效抑制。同样地，由图5可知，辅助雷达波束2在保住干扰2的同时，在干扰1处形成的自适应凹口深度约为-80dB，干扰被有效抑制。

请参见图6和图7，图6和图7分别是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用幅值相关法估计干扰1和干扰2时延差的结果图。图6和图7中的横坐标表示时延差对应的偏移量，纵坐标表示归一化相关值。由图6和图7可知，干扰1和干扰2的时延差对应的偏移量为分别为85和96。可以看出，估计值与理论值相同。

请参见图8和图9，图8和图9分别是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第一级搜索和第二级搜索估计干扰1的径向速度差的结果图。图8和图9中的横坐标表示径向速度差的取值范围，纵坐标表示归一化的相关值。由图8和图9可知，干扰1径向速度差的粗估值和精估值分别为-211m/s和-210.945m/s(图9中精度显示有限)。可以看出，估计值与理论值非常接近，误差较小。

请参见图10和图11，图10和图11分别是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法中，采用第一级搜索和第二级搜索估计干扰2的径向速度差的结果图。由图10和图11可知，干扰2径向速度差的粗估值和精估值分别为-76.5m/s和-76.63m/s。可以看出，估计值与理论值非常接近，误差较小。

请参见图12，图12是本发明实施例提供的一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法对主雷达进行主瓣干扰抑制后的结果图。由图12可知，干扰抑制后的信干噪比约为33dB，干扰抑制效果良好。由此可得，本发明方法能够在辅助雷达可以形成复杂波束的情况下，仅利用主辅两个雷达实现了多主瓣干扰抑制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，应用于雷达系统中，所述雷达系统包括主雷达以及辅助雷达，其特征在于，包括：

步骤1：对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

步骤2：利用波束图重构法对辅助雷达进行一级自适应处理，得到所述辅助雷达接收的各个干扰的独立信号；

步骤3：对所述各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

步骤4：利用所述补偿后的各个独立干扰信号，对消所述主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制；

所述步骤3包括：

步骤31：利用幅值相关法估计主辅助雷达接收各干扰的时延差；

步骤32：利用时延差估计值对所述辅助雷达接收的独立干扰信号p进行包络对齐；

步骤33：利用两级搜索法估计主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

步骤34：利用所述径向速度差的估计值对所述辅助雷达接收的独立干扰信号进行径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

所述步骤33包括：

步骤331：基于预设的搜索间隔，利用一级插值搜索确定径向速度差的粗估值；

步骤332：在所述粗估值附近局部加密，并进行二级插值搜索，确定径向速度差的精确估计值；

步骤333：将所述精确估计值，确定为主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

的估计值；

每一级插值搜索的过程为：

第一步：对速度进行搜索，将主雷达经过波束形成后的回波信号与经过包络对齐以及用当前搜索值Δv_p,i补偿所述径向速度差之后的信号做相关，得到相关函数；

第二步：保存τ＝0对应相关函数的最大值以及Δv_p,i；

第三步：遍历保存的所有相关值，则最大值对应的Δv_p,i即为

的估计值。

2.根据权利要求1所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，所述波束形成后的回波信号表示为：

其中，y₁(t)表示所述主雷达经过波束形成后的回波信号，p＝1,2,...,P，P表示所述主瓣干扰的个数，f₀表示载波频率，λ表示发射信号波长；

以及j_p(t)分别表示所述主雷达接收的第p个干扰信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；β_1,s、τ_1,s、v_1,s以及u(t)分别表示所述主雷达接收目标信号的复增益、传播延时、径向速度以及复包络；/>

表示所述主雷达的内部噪声；∑表示求和操作。

3.根据权利要求2所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21：利用所述波束图重构法构造代价函数；

步骤22：在所述代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

步骤23：利用拉格朗日乘子法对所述旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

步骤24：使用所述一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到所述辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

4.根据权利要求3所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，

所述步骤21包括：

步骤211：在所有干扰方向施加约束条件，使其满足

其中，(·)^H表示共轭转置操作，w_p表示第p个自适应波束对应的权矢量，C_p形成所述第p个自适应波束对应的约束子空间，C_p中各列矢量相互独立，C_p对应的公式如下：

其中，N表示所述辅助雷达内的阵元数，

和/>

分别表示所述辅助雷达接收干扰p的方向和导向矢量；f_p为C_p对应的约束矢量，/>

步骤212：在抑制其余干扰的基础上，构造代价函数为

以使自适应方向图与静态方向图尽可能保持一致；

其中，w_expect,p表示第p个干扰对应的期望权矢量，

表示取最小权矢量，||·||²表示取模平方，w_p,0为静态权矢量；

所述步骤22包括：

在保留期望方向的干扰信号基础上，在所述代价函数中增加旁瓣约束，获得代价函数为自适应权矢量对应的代价函数为

其中，w_p,side表示约束旁瓣对应的权矢量，A_p,side表示所有旁瓣对应导向矢量的矩阵，为

其中，BW₀表示主波束宽度，μ表示权重因子，/>

表示取实部算子；

所述步骤23包括：

步骤231：对J(w_p)中的w_p求导，获得

步骤232：令η_p＝2λ_p，可得

步骤233：令

则有/>

/>

步骤234：将步骤221至步骤223中所得结果联立，获得一级自适应权矢量的计算公式为：

所述步骤24包括：

利用所述一级自适应权矢量公式，在所述各个干扰方向，对所述辅助雷达进行自适应波束形成处理，得到第p个独立干扰信号，完成一级自适应处理；

所述第p个独立干扰信号为：

其中，x₂(t)表示所述辅助雷达接收的回波信号，y_{2_p}(t)表示所述第p个独立干扰信号，

表示所述第p个独立干扰信号的复增益、传播时延和径向速度；β_{2_p,s}、τ_2,s、v_2,s表示所述第p个自适应波束对应的目标复增益、传播时延和径向速度；

表示所述第p个自适应波束对应的内部噪声。

5.根据权利要求4所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，

所述幅值相关法估计所使用的公式为：

表示所述主辅助雷达接收干扰p的时延差估计值，/>

表示所述y₁(t)和y_{2_p}(t)的幅值相关函数；max{·}表示最大值函数，E[·]表示求期望，(·)^*表示取共轭，|·|表示取幅值；

所述包络对齐操作所使用的公式为：

其中，y′_{2_p}(t)表示包络对齐后的信号。

6.根据权利要求5所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，

第一步中的相关函数为：

/>

第二步中保存τ＝0对应相关函数

的最大值以及Δv_p,i，即

其中，p(Δv_p,i)表示所述搜索值Δv_p,i对应的所述相关函数最大值；

第三步中遍历保存的所有相关值p(Δv_p,i)，则最大值对应的Δv_p,i即为所述

的估计值，即/>

得到补偿后的各个独立干扰信号为：

其中，y″_{2_p}(t)表示补偿后的第p个干扰信号。

7.根据权利要求6所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制方法，其特征在于，

各个独立干扰信号组成的整体为：

Y₂(t)＝[y″_{2_1}(t)；y″_{2_2}(t)；…；y″_{2_P}(t)]；

对消主雷达中的多个主瓣干扰分量所使用的公式表示为：

其中，e(t)表示主雷达经过对消后的期望输出，

表示第二级自适应权矢量，y₁(t)表示波束形成后的回波信号，y″_{2_p}(t)表示补偿后的第p个干扰信号。

8.一种联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制系统，其特征在于，包括：

常规波束形成模块，用于对主雷达进行常规波束形成处理，得到波束形成后的各个干扰的回波信号；

自适应多波束形成模块，用于利用波束图重构法对辅助雷达进行一级自适应处理，得到所述辅助雷达接收的各个干扰的独立信号；

信号补偿模块，用于对所述各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

多主瓣干扰对消模块，用于利用所述补偿后的各个独立干扰信号，对消所述主雷达的回波信号的多个主瓣干扰分量，实现对主雷达的回波信号的多主瓣干扰抑制；

对所述各个干扰的独立信号进行包络对齐和径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号包括：

步骤31：利用幅值相关法估计主辅助雷达接收各干扰的时延差；

步骤32：利用时延差估计值对所述辅助雷达接收的独立干扰信号p进行包络对齐；

步骤33：利用两级搜索法估计主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

步骤34：利用所述径向速度差的估计值对所述辅助雷达接收的独立干扰信号进行径向速度差补偿，得到补偿后的各个独立干扰信号；

所述步骤33包括：

步骤331：基于预设的搜索间隔，利用一级插值搜索确定径向速度差的粗估值；

步骤332：在所述粗估值附近局部加密，并进行二级插值搜索，确定径向速度差的精确估计值；

步骤333：将所述精确估计值，确定为主雷达与辅助雷达接收各干扰的径向速度差

的估计值；

每一级插值搜索的过程为：

第一步：对速度进行搜索，将主雷达经过波束形成后的回波信号与经过包络对齐以及用当前搜索值Δv_p,i补偿所述径向速度差之后的信号做相关，得到相关函数；

第二步：保存τ＝0对应相关函数的最大值以及Δv_p,i；

第三步：遍历保存的所有相关值，则最大值对应的Δv_p,i即为

的估计值。

9.根据权利要求8所述的联合波束图重构的两级自适应多主瓣干扰抑制系统，其特征在于，所述自适应多波束形成模块具体用于：

利用所述波束图重构法构造代价函数；

在所述代价函数中增加旁瓣约束，获得旁瓣约束的代价函数；

利用拉格朗日乘子法对所述旁瓣约束的代价函数进行求解，获得一级自适应权矢量公式；

使用所述一级自适应权矢量公式，对辅助雷达进行一级自适应处理，得到所述辅助雷达接收的各个干扰的独立信号。

Images