CN115291174A - 一种雷达的抗干扰控制方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种雷达的抗干扰控制方法、装置、电子设备和存储介质,该方法和装置应用于电子设备,具体为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射第一极化信息;对当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。通过对第一极化信息的调整,使当前雷达所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了相应雷达的抗干扰能力。
Description
技术领域
本申请涉及雷达技术领域,更具体地说,涉及一种雷达的抗干扰控制方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
雷达用于将把无线电波发出去,然后接受回波,并根据电波收发之间的时间差确定目标的位置。当将雷达应用于汽车上时,能够帮助汽车准确感知周围环境、识别周边物体与汽车之间的相对距离、角度、速度等,以保证汽车安全行驶。为了提高对环境的感知能力,一般会在一台车辆上安装多个雷达相互配合实现对环境的感知,但在提高感知效果的同时,也导致多个雷达存之间的相互干扰。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种雷达的抗干扰控制方法、装置、电子设备和存储介质,用于对相应雷达的进行抗干扰控制,以提高雷达信号抗干扰能力。
为了实现上述目的,现提出的方案如下:
一种雷达的抗干扰控制方法,应用于电子设备,所述抗干扰控制方法包括步骤:
在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制所述当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射所述第一极化信息;
对所述当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;
根据所述第二极化信息对所述第一极化信息进行调整。
可选的,所述第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度,所述第二极化信息包括第二极化方式和第二极化角度。
可选的,所述对所述雷达接收到的接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息,包括步骤:
采集所述接收信号中的第二极化信息;
和/或,基于神经网络对所述接收信号进行处理,得到所述第二极化信息。
可选的,所述当前雷达采用正交偶极子。
一种雷达的抗干扰控制装置,应用于电子设备,所述抗干扰控制装置包括:
发射控制模块,被配置为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制所述当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射所述第一极化信息;
信号处理模块,被配置为对所述当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;
信息调整模块,被配置为根据所述第二极化信息对所述第一极化信息进行调整。
可选的,所述第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度,所述第二极化信息包括第二极化方式和第二极化角度。
可选的,所述信号处理模块包括:
第一处理单元,被配置为采集所述接收信号中的第二极化信息;
第二处理单元,用于基于神经网络对所述接收信号进行处理,得到所述第二极化信息。
可选的,所述当前雷达采用正交偶极子。
一种电子设备,应用于雷达,所述电子设备包括至少一个和处理器和与所述处理器连接的存储器,其中:
所述存储器用于存储计算机程序或指令;
所述处理器用于执行所述计算机程序或指令,以使所述电子设备实现如上所述的抗干扰控制方法。
一种存储介质,应用于电子设备,其特征在于,所述存储介质承载有一个或多个计算机程序,当所述一个或多个计算机程序被所述电子设备执行时,能够使所述电子设备实现如上所述的抗干扰控制方法。
从上述的技术方案可以看出,本申请公开了一种雷达的抗干扰控制方法、装置、电子设备和存储介质,该方法和装置应用于电子设备,具体为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射第一极化信息;对当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。通过对第一极化信息的调整,使当前雷达所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了相应雷达的抗干扰能力。
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,下面将对实施例或现有技术描述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。
图1a为水平极化的电磁波的传播示意图;
图1b为垂直极化的电磁波的传播示意图;
图1c为圆极化的电磁波的传播示意图。
图2为本申请实施例的一种雷达的抗干扰控制方法的流程图;
图3为本申请实施例的雷达所发射信号的脉冲时序图;
图4为本申请实施例的一种卷积神经网络的示意图;
图5为本申请实施例的一种雷达的抗干扰控制装置的框图;
图6本申请实施例的一种电子设备的框图。
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系,故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向来定义的,是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系,故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
极化方向包括水平极化、垂直极化、圆极化和椭圆极化,其中,图1a为水平极化的电磁波的传播示意图,图1b为垂直极化的电磁波的传播示意图,图1c为圆极化的电磁波的传播示意图。
极化系统的极化损耗取决于线极化天线和电磁波的极化矢量之间的角度,而且最大极化损耗发生于两者之间呈45度角时。在45度的极化矢量偏转角度下,最大极化损耗为0.5(即3dB)。在圆极化或椭圆极化系统的情形下,极化损耗的计算更加复杂,而且最大极化损耗可高达30dB。这就是为什么可利用极化实现信号隔离及天线系统之间可发生干扰的原因。
本发明的目的是为了实现多用户雷达抗干扰,根据各自雷达天线极化参数生成极化信息,同时该雷达对接收到的雷达信号进行滤波处理,再通过人工智能神经网络进行分类识别,准确推测其他雷达的极化方式。基于以上原理,本申请提供如下具体的实施例。
实施例一
图2为本申请实施例的一种雷达的抗干扰控制方法的流程图。
如图2所示,本实施例提供的抗干扰控制方法应用于电子设备,该电子设备应该理解为相应雷达系统的控制系统,具体实施时可以采用具有数据计算能力和信息处理能力的计算机、服务器或者嵌入式设备。该抗干扰控制方法用于提高雷达的抗干扰能力,该抗干扰控制方法具体包括如下步骤:
S1、基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲。
即在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,这里的第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度。即控制该雷达的发射天线向预设方向发射包括极化第一极化信息的。
在当前雷达发射信号时,实际是基于上述第一极化信息发射该第一极化信息所规定的脉冲信号,并在发射脉冲信号的同时同步发射极化信息,具体的脉冲时序图如图3所示。
对于全极化相参雷达,其发射矢量信号形式可表示为:
其中,s(t)为脉冲调制信号,一般采用矩形脉冲、线性调频脉冲或相位编码脉冲信号,其脉冲宽度为τp,htn为第n个脉冲发射极化的Jones矢量表示形式,N为发射极化数目,f0为载频,T为脉冲重复周期。
上述波形产生的物理过程是,由N个间距均为T的脉冲调制信s(t),调制一个频率为f0的连续波信号得到一个相参的射频脉冲串,将其加注到正交极化通道中(水平、垂直、左旋、右旋极化等),通过极化天线发射出去。
S2、对当前雷达的接收信号进行处理得到第二极化信息。
即在接收到当前雷达接收的接收信号后,对其进行处理。这里的接收信号不仅包括其自身所发射的脉冲信号和第一极化信息,还包括其他雷达或者说合作雷达所发射的脉冲信号和第二极化信息,合作雷达所发射的脉冲信号与该第二极化信息相匹配,第二极化信息包括但不限于第二极化方向和第二极化角度,所以该合作雷达所发射的脉冲信息的极化方向为该第二极化方向,其极化角度为该第二极化角度。
本申请通过如下方法实现对第二极化信息的获取:
即直接读取该接收信号所包含的第二极化信息。为简化天线复杂度,本申请使用正交偶极子作为天线单元获取电场极化信息,分布在xoy面上的极化阵列,信号瞬时极化特性可以使用极化相位描述子来表示:
其中η=φy-φx表示y方向电场与x方向电场的相位差,取值范围η∈[0 2π];tanγ=Ay/Ax表示y方向电场幅度与x方向的幅度的比,其中γ∈[0 2π]。
还可以将接收到的信号进行滤波处理后,送入预先基于卷积神经网络训练的分类器进行处理,从中得到该信号的第二极化信息。该卷积神经网络如图4所示。
S3、根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。
在得到合作雷达的第二极化信息后,就可以基于该第二极化信息尽可能提高当前雷达与合作雷达之间的极化差异,具体措施为根据第二极化信息对第一极化信息进行调整,具体来说是调整第一极化方向和第一极化角度,使得雷达能够在基于第一极化信息发射信号时,使其所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了当前雷达的抗干扰能力。
从上述技术方案可以看出,本实施例提高了一种雷达的抗干扰控制方法,该方法应用于电子设备,具体为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射第一极化信息;对当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。通过对第一极化信息的调整,使当前雷达所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了相应雷达的抗干扰能力。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、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,该模块、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,两个接连地表示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操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。
虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。
应当理解,本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如C 语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机。
实施例二
图5为本申请实施例的一种雷达的抗干扰控制装置的框图。
如图5所示,本实施例提供的抗干扰控制装置应用于电子设备,该电子设备应该理解为相应雷达系统的控制系统,具体实施时可以采用具有数据计算能力和信息处理能力的计算机、服务器或者嵌入式设备。该抗干扰控制方法用于提高雷达的抗干扰能力,该抗干扰控制装置具体包括发射控制模块10、信号处理模块20和信息调整模块30。
发射控制模块用于基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲。
即在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,这里的第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度。即控制该雷达的发射天线向预设方向发射包括极化第一极化信息的。
在当前雷达发射信号时,实际是基于上述第一极化信息发射该第一极化信息所规定的脉冲信号,并在发射脉冲信号的同时同步发射极化信息,具体的脉冲时序图如图3所示。
对于全极化相参雷达,其发射矢量信号形式可表示为:
其中,s(t)为脉冲调制信号,一般采用矩形脉冲、线性调频脉冲或相位编码脉冲信号,其脉冲宽度为τp,htn为第n个脉冲发射极化的Jones矢量表示形式,N为发射极化数目,f0为载频,T为脉冲重复周期。
上述波形产生的物理过程是,由N个间距均为T的脉冲调制信s(t),调制一个频率为f0的连续波信号ej2πf0t,得到一个相参的射频脉冲串,将其加注到正交极化通道中(水平、垂直、左旋、右旋极化等),通过极化天线发射出去。
信号处理模块用于对当前雷达的接收信号进行处理得到第二极化信息。
即在接收到当前雷达接收的接收信号后,对其进行处理。这里的接收信号不仅包括其自身所发射的脉冲信号和第一极化信息,还包括其他雷达或者说合作雷达所发射的脉冲信号和第二极化信息,合作雷达所发射的脉冲信号与该第二极化信息相匹配,第二极化信息包括但不限于第二极化方向和第二极化角度,所以该合作雷达所发射的脉冲信息的极化方向为该第二极化方向,其极化角度为该第二极化角度。该信号处理模块具体包括第一处理单元和第二处理单元。
第一处理单元用于直接读取该接收信号所包含的第二极化信息。为简化天线复杂度,本申请使用正交偶极子作为天线单元获取电场极化信息,分布在xoy面上的极化阵列,信号瞬时极化特性可以使用极化相位描述子来表示:
其中η=φy-φx表示y方向电场与x方向电场的相位差,取值范围η∈[0 2π];tanγ=Ay/Ax表示y方向电场幅度与x方向的幅度的比,其中γ∈[0 2π]。
第二处理单元用于将接收到的信号进行滤波处理后,送入预先基于卷积神经网络训练的分类器进行处理,从中得到该信号的第二极化信息。该卷积神经网络如图4所示。
信息调整模块用于根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。
在得到合作雷达的第二极化信息后,就可以基于该第二极化信息尽可能提高当前雷达与合作雷达之间的极化差异,具体措施为根据第二极化信息对第一极化信息进行调整,具体来说是调整第一极化方向和第一极化角度,使得雷达能够在基于第一极化信息发射信号时,使其所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了当前雷达的抗干扰能力。
从上述技术方案可以看出,本实施例提高了一种雷达的抗干扰控制装置,该装置应用于电子设备,具体为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射第一极化信息;对当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。通过对第一极化信息的调整,使当前雷达所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了相应雷达的抗干扰能力。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。其中,单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定,例如,第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如,非限制性地,可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括:现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
实施例三
本实施例提供了一种电子设备,该电子设备如图6所示。
参考图6所示,其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP (便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。该电子设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601,其可以根据存储在只读存储器ROM6x02中的程序或者从输入装置606加载到随机访问存储器RAM 603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中,还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM以及RAM 通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常,以下装置可以连接至I/O接口605:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607;包括例如磁带、硬盘等的存储装置;以及通信装置609。通信装置可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
实施例四
本实施例提供了一种计算机可读的存储介质,该存储介质应用于上一实施例所提供的电子设备。该存储介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备能够基于第一极化信息控制当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射第一极化信息;对当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;根据第二极化信息对第一极化信息进行调整。通过对第一极化信息的调整,使当前雷达所发射的信号与合作雷达之间的信号有更大的差异,从而提高了相应雷达的抗干扰能力。
需要说明的是,本实施例所公开的存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。
计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
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。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种雷达的抗干扰控制方法,应用于电子设备,其特征在于,所述抗干扰控制方法包括步骤:
在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制所述当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射所述第一极化信息;
对所述当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;
根据所述第二极化信息对所述第一极化信息进行调整。
2.如权利要求1所述的抗干扰控制方法,其特征在于,所述第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度,所述第二极化信息包括第二极化方式和第二极化角度。
3.如权利要求1所述的抗干扰控制方法,其特征在于,所述对所述雷达接收到的接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息,包括步骤:
采集所述接收信号中的第二极化信息;
和/或,基于神经网络对所述接收信号进行处理,得到所述第二极化信息。
4.如权利要求1所述的抗干扰控制方法,其特征在于,所述当前雷达采用正交偶极子。
5.一种雷达的抗干扰控制装置,应用于电子设备,其特征在于,所述抗干扰控制装置包括:
发射控制模块,被配置为在当前雷达工作过程中,基于第一极化信息控制所述当前雷达发射电磁脉冲,并同时发射所述第一极化信息;
信号处理模块,被配置为对所述当雷达接收到接收信号进行处理,得到合作雷达的第二极化信息;
信息调整模块,被配置为根据所述第二极化信息对所述第一极化信息进行调整。
6.如权利要求5所述的抗干扰控制装置,其特征在于,所述第一极化信息包括第一极化方式和第一极化角度,所述第二极化信息包括第二极化方式和第二极化角度。
7.如权利要求6所述的抗干扰控制装置,其特征在于,所述信号处理模块包括:
第一处理单元,被配置为采集所述接收信号中的第二极化信息;
第二处理单元,用于基于神经网络对所述接收信号进行处理,得到所述第二极化信息。
8.如权利要求5所述的抗干扰控制装置,其特征在于,所述当前雷达采用正交偶极子。
9.一种电子设备,应用于雷达,其特征在于,所述电子设备包括至少一个和处理器和与所述处理器连接的存储器,其中:
所述存储器用于存储计算机程序或指令;
所述处理器用于执行所述计算机程序或指令,以使所述电子设备实现如权利要求1~4任一项所述的抗干扰控制方法。
10.一种存储介质,应用于电子设备,其特征在于,所述存储介质承载有一个或多个计算机程序,当所述一个或多个计算机程序被所述电子设备执行时,能够使所述电子设备实现如权利要求1~4任一项所述的抗干扰控制方法。
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