CN115061098A - 雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法 - Google Patents

雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法 Download PDF

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CN115061098A
CN115061098A CN202210894564.9A CN202210894564A CN115061098A CN 115061098 A CN115061098 A CN 115061098A CN 202210894564 A CN202210894564 A CN 202210894564A CN 115061098 A CN115061098 A CN 115061098A
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于家伟
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Abstract

本发明涉及雷达技术领域，公开了一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，首先，建立雷达接收信号模型，再采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰，然后，采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰，这样，在远距离支援干扰和随队干扰都是非平稳随机信号的情况下，能够有效地消除这两种干扰，从而实现雷达目标的检测。

Description

雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法。
背景技术
在雷达对抗中，远距离支援干扰协同随队干扰是常用的干扰方式，在该方式下，干扰机发射高功率随机信号对雷达实施功率压制，将目标回波信号淹没其中，使得雷达失去探测能力，而且随队载机通常位于雷达天线的主瓣内，更增强了对雷达的干扰能力。因此，如何有效地消除远距离支援干扰和随队干扰成为雷达反对抗领域研究者需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其能够有效地消除雷达对抗中的远距离支援干扰和随队干扰。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，包括：
在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号；
采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰；
采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰。
作为优选方案，所述在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型，具体包括：
在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
其中，在所述雷达接收信号模型中，雷达天线包括主阵列和多个辅助阵元，所述主 阵列由
Figure 765940DEST_PATH_IMAGE001
个阵元组成，雷达观测空域中有
Figure 493725DEST_PATH_IMAGE002
个目标，
Figure 841530DEST_PATH_IMAGE002
个所述目标均位于雷达天线的主 瓣内，其中第一个目标向雷达方向辐射非平稳随队干扰，在雷达天线的副瓣内，有
Figure 47383DEST_PATH_IMAGE003
个远离 雷达和目标的干扰机在辐射非平稳远距离支援干扰以掩护目标；则主阵列接收信号为：
Figure 164244DEST_PATH_IMAGE004
其中，
Figure 62930DEST_PATH_IMAGE005
表示主阵列接收信号；
Figure 632451DEST_PATH_IMAGE006
表示第
Figure 641995DEST_PATH_IMAGE007
个目标的回波信号；
Figure 878942DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 479687DEST_PATH_IMAGE009
表示第
Figure 677450DEST_PATH_IMAGE007
个目标回波信号的导向向量；
Figure 176889DEST_PATH_IMAGE010
表示随队干扰；
Figure 143708DEST_PATH_IMAGE011
表示第
Figure 243251DEST_PATH_IMAGE012
个远距离支援干扰；
Figure 928310DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 404291DEST_PATH_IMAGE014
表示第
Figure 225616DEST_PATH_IMAGE012
个远距离支援干扰的导向 向量；
Figure 761640DEST_PATH_IMAGE015
表示主阵列噪声向量；上标T表示转置；
Figure 668416DEST_PATH_IMAGE016
表示离散 时间。
作为优选方案，所述基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，对所述主阵列接收信号进行波束形成，得到主阵列波束形成信号，所述主阵列波束形成信号为：
Figure 682508DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 623919DEST_PATH_IMAGE018
表示主阵列波束形成信号；
Figure 65265DEST_PATH_IMAGE019
表示雷达天线主阵列的导向向量；上 标H表示共轭转置；
基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号。
作为优选方案，所述基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，获得以下辅助阵元接收信号：
Figure 459337DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 11541DEST_PATH_IMAGE021
表示辅助阵元接收信号；
Figure 73038DEST_PATH_IMAGE022
表示第
Figure 685285DEST_PATH_IMAGE007
个目标回波信号的相移项；
Figure 566654DEST_PATH_IMAGE023
表示第
Figure 925478DEST_PATH_IMAGE024
个远距离支援干扰的相移项；
Figure 575902DEST_PATH_IMAGE025
表示辅助阵元噪声。
作为优选方案，所述副瓣对消器包括第一空域LMS自适应滤波器和第二空域LMS自适应滤波器；则所述采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰，具体包括：
采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰；
采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰。
作为优选方案，所述采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰，具体包括：
对所述主阵列接收信号进行处理，得到辅助支路信号，所述辅助支路信号为：
Figure 624630DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 993294DEST_PATH_IMAGE027
表示辅助支路信号，
Figure 152880DEST_PATH_IMAGE028
表示变换矩阵，且
Figure 657811DEST_PATH_IMAGE029
；
利用LMS算法求解第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 877440DEST_PATH_IMAGE030
其中，
Figure 733400DEST_PATH_IMAGE031
表示第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空 域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量，
Figure 103202DEST_PATH_IMAGE032
表示第一收敛参数，
Figure 852852DEST_PATH_IMAGE033
；上标*表示共轭，
Figure 118748DEST_PATH_IMAGE034
表示
Figure 321059DEST_PATH_IMAGE035
的欧几里得范数；
将所述辅助支路信号输入第一空域LMS自适应滤波器，以使所述第一空域LMS自适 应滤波器输出远距离支援干扰估计，所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干 扰估计为：
Figure 963393DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure 567550DEST_PATH_IMAGE037
表示所述第一空域LMS自适应滤波器 输出的远距离支援干扰估计；
将所述主阵列波束形成信号减去所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰估计，得到第一个副瓣对消器输出信号，所述第一个副瓣对消器输出信号为：
Figure 4347DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 693955DEST_PATH_IMAGE039
表示第一个副瓣对消器输出信号。
作为优选方案，所述采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰，具体包括：
利用LMS算法求解第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 608821DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 335993DEST_PATH_IMAGE041
表示第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，第二空域LMS 自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 943692DEST_PATH_IMAGE042
表示第二收敛参数，
Figure 855016DEST_PATH_IMAGE043
；
将所述辅助支路信号输入第二空域LMS自适应滤波器，以使所述第二空域LMS自适 应滤波器输出远距离支援干扰估计，所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干 扰估计为：
Figure 573574DEST_PATH_IMAGE044
，其中，
Figure 152322DEST_PATH_IMAGE045
表示所述第二空域LMS自适应滤波器输出 的远距离支援干扰估计；
将所述辅助阵元接收信号减去所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰，得到第二个副瓣对消器输出信号，所述第二个副瓣对消器输出信号为：
Figure 930923DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 595122DEST_PATH_IMAGE047
表示第二个副瓣对消器输出信号。
作为优选方案，所述采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰，具体包括：
利用LMS算法求解时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 117370DEST_PATH_IMAGE048
其中，
Figure 550626DEST_PATH_IMAGE049
表示所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS 自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 296865DEST_PATH_IMAGE050
表示第三收敛参数，
Figure 58147DEST_PATH_IMAGE051
；向量
Figure 508720DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 671848DEST_PATH_IMAGE053
表示所述时域LMS自 适应滤波器的阶数；
将所述第二个副瓣对消器输出信号输入所述时域LMS自适应滤波器，以使所述时 域LMS自适应滤波器输出滤波器输出随队干扰估计，所述随队干扰估计为：
Figure 916885DEST_PATH_IMAGE054
；
将所述第一个副瓣对消器输出信号减去所述随队干扰估计，得到干扰抵消器输出信号，所述干扰抵消器输出信号为：
Figure 431043DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure 419728DEST_PATH_IMAGE056
表示干扰抵消器输出信号。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，首先，建立雷达接收信号模型，再采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰，然后，采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰，这样，在远距离支援干扰和随队干扰都是非平稳随机信号的情况下，能够有效地消除这两种干扰，从而实现雷达目标的检测。
附图说明
图1是本发明实施例中的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的第一个副瓣对消器的原理图；
图3是本发明实施例中的第二个副瓣对消器的原理图；
图4是本发明实施例中的随队干扰抵消器的原理图；
图5是远距离支援干扰和随队干扰抑制之前的主阵列波束形成信号；
图6是远距离支援干扰抑制之后的主阵列波束形成信号；
图7是远距离支援干扰和随队干扰抑制之后的主阵列波束形成信号。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其是本发明实施例中的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法的流程示意图。
本发明实施例的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法包括：
步骤S1，在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
步骤S2，基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号；
步骤S3，采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰；
步骤S4，采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰。
在本发明实施例中，首先，建立雷达接收信号模型，再采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰，然后，采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰，这样，在远距离支援干扰和随队干扰都是非平稳随机信号的情况下，能够有效地消除这两种干扰，从而实现雷达目标的检测。
在本发明实施例中，所述步骤S1“在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型”，具体包括：
在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
其中，在所述雷达接收信号模型中，雷达天线包括主阵列和多个辅助阵元，所述主 阵列由
Figure 171783DEST_PATH_IMAGE001
个阵元组成，雷达观测空域中有
Figure 121809DEST_PATH_IMAGE002
个目标，
Figure 592104DEST_PATH_IMAGE002
个所述目标均位于雷达天线的主 瓣内，其中第一个目标向雷达方向辐射非平稳随队干扰，在雷达天线的副瓣内，有
Figure 118901DEST_PATH_IMAGE003
个远离 雷达和目标的干扰机在辐射非平稳远距离支援干扰以掩护目标；则主阵列接收信号为：
Figure 256621DEST_PATH_IMAGE004
（1）
其中，
Figure 109039DEST_PATH_IMAGE005
表示主阵列接收信号；
Figure 66631DEST_PATH_IMAGE006
表示第
Figure 662698DEST_PATH_IMAGE007
个目标的回波信号；
Figure 654924DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 412665DEST_PATH_IMAGE009
表示第
Figure 919869DEST_PATH_IMAGE007
个目标回波信号的导向向量；
Figure 929414DEST_PATH_IMAGE010
表示随队干扰；
Figure 900781DEST_PATH_IMAGE011
表示第
Figure 970368DEST_PATH_IMAGE012
个远距离支援干扰；
Figure 27186DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 574842DEST_PATH_IMAGE057
表示第
Figure 188664DEST_PATH_IMAGE012
个远距离支援干扰的导向 向量；
Figure 288207DEST_PATH_IMAGE015
表示主阵列噪声向量；上标T表示转置；
Figure 973266DEST_PATH_IMAGE016
表示离散 时间。
在具体实施当中，设雷达天线主阵列由
Figure 449247DEST_PATH_IMAGE001
个阵元组成，雷达观测空域中有
Figure 270572DEST_PATH_IMAGE002
个目 标，这
Figure 541017DEST_PATH_IMAGE002
个目标都位于雷达天线的主瓣内，其中第一个目标向雷达方向辐射非平稳随队干 扰，另外，在雷达天线的副瓣内，有
Figure 447793DEST_PATH_IMAGE003
个远离雷达和目标的干扰机在辐射非平稳远距离支援 干扰以掩护目标，从而可通过上式（1）得到主阵列接收信号
Figure 727464DEST_PATH_IMAGE005
。其中，由于第一个目标 向雷达方向辐射非平稳随队干扰，因此，当
Figure 403296DEST_PATH_IMAGE058
，第1个目标回波信号的导向向量
Figure 782325DEST_PATH_IMAGE059
也即表 示随队干扰的导向向量。
在本发明实施例中，所述步骤S2“基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号”，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，对所述主阵列接收信号进行波束形成，得到主阵列波束形成信号，所述主阵列波束形成信号为：
Figure 301031DEST_PATH_IMAGE017
（2）
其中，
Figure 994181DEST_PATH_IMAGE018
表示主阵列波束形成信号；
Figure 914732DEST_PATH_IMAGE019
表示雷达天线主阵列的导向向量；上 标H表示共轭转置；
基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号。
在具体实施当中，设雷达天线主阵列的导向向量为
Figure 667925DEST_PATH_IMAGE019
，对主阵列接收信号
Figure 408347DEST_PATH_IMAGE005
进行波束形成，通过上式（2）可得到主阵列波束形成信号
Figure 639609DEST_PATH_IMAGE018
。
具体地，所述基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，获得以下辅助阵元接收信号：
Figure 683176DEST_PATH_IMAGE020
（3）
其中，
Figure 341690DEST_PATH_IMAGE021
表示辅助阵元接收信号；
Figure 834988DEST_PATH_IMAGE022
表示第
Figure 869940DEST_PATH_IMAGE007
个目标回波信号的相移项；
Figure 499505DEST_PATH_IMAGE023
表示第
Figure 594500DEST_PATH_IMAGE024
个远距离支援干扰的相移项；
Figure 309515DEST_PATH_IMAGE025
表示辅助阵元噪声。
在具体实施当中，雷达天线上除了主阵列外，通常还配置多个辅助阵元，其中一个 辅助阵元的接收信号
Figure 148158DEST_PATH_IMAGE021
可参考上式（3）。其中，由于第一个目标向雷达方向辐射非平稳 随队干扰，因此，当
Figure 569912DEST_PATH_IMAGE058
，第1个目标回波信号的相移项
Figure 960442DEST_PATH_IMAGE060
也即表示随队干扰的相移项。
在本发明实施例中，所述步骤S3“采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰”，具体包括：
步骤S31，采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰；
步骤S32，采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰。
请参阅图2，所述步骤S31“采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰”，具体包括：
步骤S311，对所述主阵列接收信号进行处理，得到辅助支路信号，所述辅助支路信号为：
Figure 38119DEST_PATH_IMAGE026
（4）
其中，
Figure 539508DEST_PATH_IMAGE027
表示辅助支路信号，
Figure 19031DEST_PATH_IMAGE028
表示变换矩阵，且
Figure 580462DEST_PATH_IMAGE029
；
步骤S312，利用LMS算法求解第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 145436DEST_PATH_IMAGE030
（5）
其中，
Figure 450515DEST_PATH_IMAGE031
表示第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空 域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量，
Figure 50124DEST_PATH_IMAGE032
表示第一收敛参数，
Figure 785386DEST_PATH_IMAGE033
；上标*表示共轭，
Figure 306497DEST_PATH_IMAGE034
表示
Figure 415267DEST_PATH_IMAGE035
的欧几里得范数；
步骤S313，将所述辅助支路信号输入第一空域LMS自适应滤波器，以使所述第一空 域LMS自适应滤波器输出远距离支援干扰估计，所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距 离支援干扰估计为：
Figure 869383DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure 772617DEST_PATH_IMAGE037
表示所述第一空域LMS自适 应滤波器输出的远距离支援干扰估计；
步骤S314，将所述主阵列波束形成信号减去所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰估计，得到第一个副瓣对消器输出信号，所述第一个副瓣对消器输出信号为：
Figure 46603DEST_PATH_IMAGE038
（6）
其中，
Figure 693485DEST_PATH_IMAGE039
表示第一个副瓣对消器输出信号。
在本实施例中，设
Figure 2107DEST_PATH_IMAGE028
是一个变换矩阵，满足条件
Figure 76242DEST_PATH_IMAGE029
，利用矩阵
Figure 899841DEST_PATH_IMAGE028
处理主阵 列接收信号
Figure 960201DEST_PATH_IMAGE005
，得到辅助支路信号
Figure 513542DEST_PATH_IMAGE027
，并设第一个空域LMS自适应滤波器的时变 单位脉冲响应向量为
Figure 633945DEST_PATH_IMAGE031
，利用LMS算法求解向量
Figure 7158DEST_PATH_IMAGE031
，再将辅助支路信号
Figure 871208DEST_PATH_IMAGE027
输入上述 LMS自适应滤波器，滤波器输出远距离支援干扰估计
Figure 279056DEST_PATH_IMAGE036
，从主阵列 波束形成信号
Figure 304781DEST_PATH_IMAGE018
中减去
Figure 168219DEST_PATH_IMAGE037
，从而消除主阵列波束形成信号
Figure 835961DEST_PATH_IMAGE018
中的远距离支 援干扰，得到第一个副瓣对消器输出信号
Figure 98315DEST_PATH_IMAGE039
。其中，第一收敛参数
Figure 560520DEST_PATH_IMAGE032
是预先设置的一个 参数。
请参阅图3，所述步骤S32“采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰”，具体包括：
步骤S321，利用LMS算法求解第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 908325DEST_PATH_IMAGE040
（7）
其中，
Figure 379758DEST_PATH_IMAGE041
表示第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，第二空域LMS 自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 168722DEST_PATH_IMAGE042
表示第二收敛参数，
Figure 926463DEST_PATH_IMAGE043
；
步骤S322，将所述辅助支路信号输入第二空域LMS自适应滤波器，以使所述第二空 域LMS自适应滤波器输出远距离支援干扰估计，所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距 离支援干扰估计为：
Figure 636930DEST_PATH_IMAGE044
，其中，
Figure 771108DEST_PATH_IMAGE045
表示所述第二空域LMS自适应滤 波器输出的远距离支援干扰估计；
步骤S323，将所述辅助阵元接收信号减去所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰，得到第二个副瓣对消器输出信号，所述第二个副瓣对消器输出信号为：
Figure 617841DEST_PATH_IMAGE046
（8）
其中，
Figure 546483DEST_PATH_IMAGE047
表示第二个副瓣对消器输出信号。
在本实施例中，设第二个空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为
Figure 744246DEST_PATH_IMAGE041
， 利用LMS算法求解向量
Figure 416536DEST_PATH_IMAGE041
，再将辅助支路信号
Figure 117775DEST_PATH_IMAGE027
输入上述LMS自适应滤波器，滤波器输 出远距离支援干扰估计
Figure 482898DEST_PATH_IMAGE044
，从辅助阵元接收信号
Figure 902378DEST_PATH_IMAGE021
中减去
Figure 393007DEST_PATH_IMAGE045
，从而消除辅助阵元接收信号
Figure 214332DEST_PATH_IMAGE021
中的远距离支援干扰，得到第二个副瓣对消器输出信 号
Figure 750356DEST_PATH_IMAGE047
。其中，第二收敛参数
Figure 453870DEST_PATH_IMAGE042
是预先设置的一个参数。
请参阅图4，所述步骤S4“采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰”，具体包括：
步骤S41，利用LMS算法求解时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 608907DEST_PATH_IMAGE048
（9）
其中，
Figure 409373DEST_PATH_IMAGE049
表示所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS 自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 991664DEST_PATH_IMAGE050
表示第三收敛参数，
Figure 510370DEST_PATH_IMAGE051
；向量
Figure 203520DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 124071DEST_PATH_IMAGE053
表示所述时域LMS自 适应滤波器的阶数；
步骤S42，将所述第二个副瓣对消器输出信号输入所述时域LMS自适应滤波器，以 使所述时域LMS自适应滤波器输出滤波器输出随队干扰估计，所述随队干扰估计为：
Figure 346105DEST_PATH_IMAGE054
；
步骤S43，将所述第一个副瓣对消器输出信号减去所述随队干扰估计，得到干扰抵消器输出信号，所述干扰抵消器输出信号为：
Figure 352107DEST_PATH_IMAGE055
（10）
其中，
Figure 848948DEST_PATH_IMAGE056
表示干扰抵消器输出信号。
在本实施例中，设时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为
Figure 624006DEST_PATH_IMAGE049
，利用LMS 算法求解向量
Figure 548099DEST_PATH_IMAGE049
，再将第二个副瓣对消器输出信号
Figure 775818DEST_PATH_IMAGE047
输入时域LMS自适应滤波器，滤波 器输出随队干扰估计
Figure 810771DEST_PATH_IMAGE054
，从第一个副瓣对消器输出信号
Figure 378018DEST_PATH_IMAGE039
中减去
Figure 725210DEST_PATH_IMAGE061
，从而消除第一个副瓣对消器输出信号
Figure 315592DEST_PATH_IMAGE039
中的随队干扰，得到 干扰抵消器输出信号
Figure 278868DEST_PATH_IMAGE056
。此时，主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰、随队干扰都 被消除了，
Figure 903885DEST_PATH_IMAGE056
中只剩下除第一个目标回波信号之外的其他个目标回波信号。其中，第三 收敛参数
Figure 294415DEST_PATH_IMAGE050
是预先设置的一个参数。
下面采用本发明提供的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法进行仿真，通过仿真实例来验证干扰抵消器的性能。
雷达天线主阵列是由
Figure 372092DEST_PATH_IMAGE062
个阵元组成的均匀线阵，阵元间距为半波长，主阵列波束 形成采用主副比为
Figure 873481DEST_PATH_IMAGE063
的泰勒窗，波束指向为阵列法向；天线主瓣中有两个飞机目标，第 一个目标偏离阵列法向
Figure 353004DEST_PATH_IMAGE064
个波束宽度，配置了随队压制式干扰机，向雷达方向辐射非平稳 的射频噪声干扰，压制系数由
Figure 914435DEST_PATH_IMAGE065
增加到
Figure 213829DEST_PATH_IMAGE066
，第二个目标位于天线法向上，在第一个目 标后方
Figure 518909DEST_PATH_IMAGE067
个距离点处；天线副瓣上有两个互不相关的非平稳远距离支援干扰，分别偏离阵 列法向
Figure 852938DEST_PATH_IMAGE068
和
Figure 588200DEST_PATH_IMAGE069
，压制系数都是由
Figure 640470DEST_PATH_IMAGE070
减小到
Figure 421344DEST_PATH_IMAGE071
；主天线阵列各阵元、辅助阵元中的 信噪比均为
Figure 734514DEST_PATH_IMAGE072
；雷达发射信号为线性调频信号，时宽为
Figure 513114DEST_PATH_IMAGE073
，带宽为
Figure 177314DEST_PATH_IMAGE074
。
图5给出了两种干扰抑制之前的主阵列波束形成信号，虽然对主阵列波束形成信 号进行了脉冲压缩处理，处理增益为
Figure 699562DEST_PATH_IMAGE075
，但是两个目标仍然完全淹没在干扰之中，雷达探 测不到它们。对主阵列波束形成信号首先采用第一个副瓣对消器消除远距离支援干扰，结 果如图6所示，可见远距离支援干扰被消除，随队干扰显露出来，但是两个目标信号淹没其 中，仍然无法检测它们；继续采用干扰抵消器消除随队干扰，结果如图7所示，可见随队干扰 也被消除，同时第一个目标回波信号也被消除了，只剩下第二个目标回波信号，该信号的信 干噪比变为
Figure 132817DEST_PATH_IMAGE076
，由无法检测变成了易于检测，与所期望的结果一样，可见，本发明实施例 提供的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法具有良好的性能。
在具体实施当中，在远距离支援干扰位于雷达天线副瓣内、随队干扰位于雷达天线主瓣内、并且这两种干扰都是非平稳随机信号的情况下，本发明实施例提供的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法可以有效地消除这两种干扰，从而实现雷达目标的检测，并且整个处理过程非常简洁，稳健性也非常高，具有很强的工程可实现性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，包括：
在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号；
采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰；
采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰。
2.如权利要求1所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型，具体包括：
在检测到远距离支援干扰和随队干扰均为非平稳随机信号时，建立雷达接收信号模型；
其中，在所述雷达接收信号模型中，雷达天线包括主阵列和多个辅助阵元，所述主阵列 由
Figure 548929DEST_PATH_IMAGE001
个阵元组成，雷达观测空域中有
Figure 572249DEST_PATH_IMAGE002
个目标，
Figure 282716DEST_PATH_IMAGE003
个所述目标均位于雷达天线的主瓣内， 其中第一个目标向雷达方向辐射非平稳随队干扰，在雷达天线的副瓣内，有
Figure 408105DEST_PATH_IMAGE004
个远离雷达 和目标的干扰机在辐射非平稳远距离支援干扰以掩护目标；则主阵列接收信号为：
Figure 520417DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 449059DEST_PATH_IMAGE006
表示主阵列接收信号；
Figure 974718DEST_PATH_IMAGE007
表示第
Figure 522374DEST_PATH_IMAGE008
个目标的回波信号；
Figure 879406DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 119895DEST_PATH_IMAGE010
表示第
Figure 867271DEST_PATH_IMAGE008
个目标回波信号的导向向量；
Figure 343252DEST_PATH_IMAGE011
表示随队干扰；
Figure 430156DEST_PATH_IMAGE012
表示第
Figure 966180DEST_PATH_IMAGE013
个远距离支援干扰；
Figure 872956DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 90311DEST_PATH_IMAGE015
表示第
Figure 424865DEST_PATH_IMAGE013
个远距离支援干扰的导向 向量；
Figure 7156DEST_PATH_IMAGE016
表示主阵列噪声向量；上标T表示转置；
Figure 525862DEST_PATH_IMAGE017
表示离散 时间。
3.如权利要求2所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述基于所述雷达接收信号模型，获得雷达天线主阵列波束形成信号和雷达天线辅助阵元接收信号，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，对所述主阵列接收信号进行波束形成，得到主阵列波束形成信号，所述主阵列波束形成信号为：
Figure 219011DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 873984DEST_PATH_IMAGE019
表示主阵列波束形成信号；
Figure 627176DEST_PATH_IMAGE020
表示雷达天线主阵列的导向向量；上标H表 示共轭转置；
基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号。
4.如权利要求3所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述基于所述雷达接收信号模型，获得辅助阵元接收信号，具体包括：
基于所述雷达接收信号模型，获得以下辅助阵元接收信号：
Figure 633178DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 130018DEST_PATH_IMAGE022
表示辅助阵元接收信号；
Figure 905076DEST_PATH_IMAGE023
表示第
Figure 563591DEST_PATH_IMAGE008
个目标回波信号的相移项；
Figure 56889DEST_PATH_IMAGE024
表 示第
Figure 91841DEST_PATH_IMAGE025
个远距离支援干扰的相移项；
Figure 721406DEST_PATH_IMAGE026
表示辅助阵元噪声。
5.如权利要求4所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述副瓣对消器包括第一空域LMS自适应滤波器和第二空域LMS自适应滤波器；则所述采用基于空域LMS自适应滤波的副瓣对消器消除主阵列波束形成信号和辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰，具体包括：
采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰；
采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰。
6.如权利要求5所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述采用第一空域LMS自适应滤波器消除主阵列波束形成信号中的远距离支援干扰，具体包括：
对所述主阵列接收信号进行处理，得到辅助支路信号，所述辅助支路信号为：
Figure 550821DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 531416DEST_PATH_IMAGE028
表示辅助支路信号，
Figure 370059DEST_PATH_IMAGE029
表示变换矩阵，且
Figure 857059DEST_PATH_IMAGE030
；
利用LMS算法求解第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 122956DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 325267DEST_PATH_IMAGE032
表示第一空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第一空域LMS 自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量，
Figure 967601DEST_PATH_IMAGE033
表示第一收敛参数，
Figure 243861DEST_PATH_IMAGE034
；上标*表示共轭，
Figure 805293DEST_PATH_IMAGE035
表示
Figure 370266DEST_PATH_IMAGE036
的欧几里得范数；
将所述辅助支路信号输入第一空域LMS自适应滤波器，以使所述第一空域LMS自适应滤 波器输出远距离支援干扰估计，所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰估 计为：
Figure 675346DEST_PATH_IMAGE037
，其中，
Figure 9375DEST_PATH_IMAGE038
表示所述第一空域LMS自适应滤波器输出 的远距离支援干扰估计；
将所述主阵列波束形成信号减去所述第一空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰估计，得到第一个副瓣对消器输出信号，所述第一个副瓣对消器输出信号为：
Figure 476128DEST_PATH_IMAGE039
其中，
Figure 528398DEST_PATH_IMAGE040
表示第一个副瓣对消器输出信号。
7.如权利要求6所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述采用第二空域LMS自适应滤波器消除辅助阵元接收信号中的远距离支援干扰，具体包括：
利用LMS算法求解第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 371589DEST_PATH_IMAGE041
其中，
Figure 825704DEST_PATH_IMAGE042
表示第二空域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，第二空域LMS自适 应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 728938DEST_PATH_IMAGE043
表示第二收敛参数，
Figure 268504DEST_PATH_IMAGE044
；
将所述辅助支路信号输入第二空域LMS自适应滤波器，以使所述第二空域LMS自适应滤 波器输出远距离支援干扰估计，所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰估 计为：
Figure 915386DEST_PATH_IMAGE045
，其中，
Figure 224008DEST_PATH_IMAGE046
表示所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远 距离支援干扰估计；
将所述辅助阵元接收信号减去所述第二空域LMS自适应滤波器输出的远距离支援干扰，得到第二个副瓣对消器输出信号，所述第二个副瓣对消器输出信号为：
Figure 970247DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 859093DEST_PATH_IMAGE048
表示第二个副瓣对消器输出信号。
8.如权利要求7所述的雷达远距离支援干扰和随队干扰的抑制方法，其特征在于，所述采用基于时域LMS自适应滤波的干扰抵消器消除主阵列波束形成信号中的随队干扰，具体包括：
利用LMS算法求解时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量为：
Figure 185032DEST_PATH_IMAGE049
其中，
Figure 472794DEST_PATH_IMAGE050
表示所述时域LMS自适应滤波器的时变单位脉冲响应向量，所述时域LMS自适 应滤波器的时变单位脉冲响应向量的初始值为零向量；
Figure 593197DEST_PATH_IMAGE051
表示第三收敛参数，
Figure 231988DEST_PATH_IMAGE052
； 向量
Figure 96039DEST_PATH_IMAGE053
，
Figure 238307DEST_PATH_IMAGE054
表示所述时域LMS自适应滤波器 的阶数；
将所述第二个副瓣对消器输出信号输入所述时域LMS自适应滤波器，以使所述时域LMS 自适应滤波器输出滤波器输出随队干扰估计，所述随队干扰估计为：
Figure 529611DEST_PATH_IMAGE055
；
将所述第一个副瓣对消器输出信号减去所述随队干扰估计，得到干扰抵消器输出信号，所述干扰抵消器输出信号为：
Figure 390120DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 57862DEST_PATH_IMAGE057
表示干扰抵消器输出信号。
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