[发明专利]基于零陷加宽的波束域自适应干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，涉及阵列信号处理，特别是一种基于零陷加宽的波束域自适应干扰抑制方法，用于在雷达平台运动、干扰时变的情况下对干扰进行有效地抑制。

背景技术

雷达在工作过程中，不可避免的受到各种外部干扰的影响。为了保证雷达系统正常工作，必须采取合适的方法抑制这些外部干扰。现代雷达系统多采用相控阵体制，具有较多的空域自由度，因而采取空域自适应滤波的方法抑制来自特定方向的外部干扰是一种常用的技术手段。空域自适应滤波，即自适应波束形成的核心是在合成天线方向图中对准干扰的方向形成零陷以抑制干扰。而自适应波束形成的一个重要步骤是训练样本的选取，只有训练样本中干扰的统计特性与待检测单元中干扰的统计特性一致，才能获得比较好的干扰对消效果。在雷达中，通常在“休止期”采集干扰的训练样本，然后计算自适应权值，受雷达工作方式及实时处理的限制，通常难以在每个脉冲重复周期都对权值进行更新，只能采用若干脉冲重复周期使用相同的权值。然而，天线的转动、干扰的运动等因素会导致训练样本和待检测单元干扰统计特性不一致，此时干扰很可能不在自适应波束形成所形成的零陷范围以内，导致干扰抑制性能下降，严重情况下可能完全失效。Mailloux和Zatman对上述问题进行了研究，并分别独立地提出了加宽零陷的方法来解决上述问题，这两种方法本质是一样的，都是通过协方差矩阵锥削实现的。

实际上，现代相控阵雷达中，阵元数往往很多，为了降低运算量与存贮量，通常采取部分自适应阵列处理的方式。在部分自适应阵列处理中应用这种对干扰加噪声协方差矩阵锥削的零陷加宽方法时，仍然需要先估计全阵的干扰加噪声协方差矩阵，然后对估计得到的干扰加噪声协方差矩阵锥削，再通过降维变换得到部分自适应处理所需的干扰加噪声协方差矩阵。上述问题限制了该方法在实际系统中的应用。使得传统零陷加宽方法无法直接应用于自适应旁瓣相消系统等部分自适应阵列处理结构中。

发明内容

本发明提出一种基于改进的零陷加宽的波束域自适应干扰抑制方法，以解决现有零陷加宽方法不能应用于部分自适应阵列处理结构这一问题，并提高在雷达平台运动或者干扰运动情况下的干扰抑制性能。

为实现上述目的，本发明基于接收阵列天线旁瓣的外部干扰表现出空变、时变的特点；雷达自适应阵列处理方式一般采用批处理方式的特点；雷达接收到的外部干扰可以看做“点”干扰的特点；针对上述特点，对样本单元数据进行修正，修正后的样本单元数据相当于把原来的单个“点”干扰变成了密集分布的“一簇”干扰，这样，经过自适应处理后，在这“一簇”干扰处均形成了零陷，这样就得到了一个具有较宽凹口的空域滤波器，保证干扰得到有效抑制。具体步骤包括如下：

(A)在一个相干处理期的休止期处采集干扰的数据样本，得到样本单元接收数据，记为x(k)，在休止期之外采集数据，得到待检测单元接收数据，记为m(k)，其中x(k)和m(k)均为N×1维矢量，k表示采样时刻，k＝1，2，…，L，L表示样本数，N为阵元数；

(B)根据样本单元接收数据x(k)估计干扰源数目p及干扰来波方向θ₁，θ₂，…，θ_p；

(C)对样本单元接收数据x(k)进行修正处理；

(C1)计算零陷加宽参数其中，d为阵元间距，λ为雷达工作波长，θ_i为第i个干扰的来波方向，θ_W为角度域零陷宽度值；