[发明专利]基于高精度频率估计的噪声调幅干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及雷达信号抗干扰技术领域中的一种基于高精度频率估计的噪声调幅干扰抑制方法。本发明通过比较频率偏差值与门限值的大小估计最佳的频率偏差，从而得到噪声调幅干扰中心频率的高精度估计，利用信号的解调以及频域对消，实现了强干扰环境下噪声调幅干扰的抑制。

背景技术

噪声调幅干扰是雷达对抗中一种重要的干扰方式，具有信号产生简单，带宽可变，压制效果明显等优点，已成为瞄准式及复合式干扰的重要组成部分。随着干扰技术的发展，进入雷达接收机的干扰信号能量可超过雷达回波信号达数十分贝以上，雷达回波信号完全淹没于干扰信号中。在强干扰背景下，通过估计干扰的特征参数，采用对消方法抑制干扰，提高信号处理增益是现代雷达的一个重要抗干扰手段。因此，有效提取干扰信号的特征参数是实现干扰对消的重要前提。

南京邮电大学申请的专利“基于DFT正弦信号的频率估计方法”(申请号201410151762.1，申请日2014.04.15，申请公开号CN 103941089 A，申请公开日2014.07.23)中提出一种基于DFT的正弦信号频率估计方法。该方法通过分析Candon算法和2N点DFT算法的性能，在对原始信号进行离散化预处理后，粗估计阶段利用Candon算法估计频率偏差，然后对修正后的原始信号进行2N点DFT算法精估计，增加了对原始信号的频率修正步骤，可实现在相对频偏为任意值时，频率估计的均方根误差均接近克拉美罗界下限。该方法存在的不足之处是，噪声调幅干扰中调制噪声对谱线的幅值影响较大，使Candon算法和2N点DFT算法的频率估计精度下降，导致利用该专利不能准确估计噪声调幅干扰的中心频率，无法实现干扰对消。

中国人民解放军后勤工程学院申请的专利“一种正弦信号频率估计的相位匹配方法”(申请号201410342480.X，申请日2014.07.13，申请公开号CN 104142425 A，申请公开日2014.11.12)中提出了一种基于初相匹配的正弦信号频率估计方法。该方法首先利用正弦信号的线性预测性质、自相关计算同频信号的自相关序列，消除初相位不同对正弦信号信息融合的影响；然后，对自相关序列进行平域平均处理，提高信号的信噪比；最后，根据自相关序列的特点生成零初相信号序列，通过二者的相关关系构造误差函数，使误差函数最小获得频率估计值。该方法存在的不足之处是，噪声调幅干扰中调制噪声的影响存在相位模糊问题，使得频率估计误差较大，导致利用该方法无法实现频率的高精度估计，不能有效抑制噪声调幅干扰。

综上所述，针对噪声调幅干扰中心频率的估计问题，已有分析方法仅仅实现了频率的粗估计，噪声调幅干扰的中心频率估计精度低，严重影响信号的解调及频域对消效果，无法有效地抑制干扰。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有噪声调幅干扰中心频率估计方法的不足，提出一种基于高精度频率估计的噪声调幅干扰抑制方法。本发明充分考虑噪声调幅干扰中调制噪声的影响，估计最佳的频率偏差，从而获得高精度的频率估计并能有效抑制噪声调幅干扰。

实现本发明目的的具体思路是：首先对频率偏差值作线性加权处理，消除干扰中的调制噪声对干扰频率估计精度的影响；然后比较频率偏差值与门限值的大小，估计最佳的频率偏差，从而得到噪声调幅干扰的中心频率，通过解调和频域对消完成噪声调幅干扰的抑制。

实现本发明目的的具体步骤如下：

(1)采集信号：

信号采集系统通过连续波雷达的接收机设备，采集连续波雷达天线中任意一段含有线性调频回波和噪声调幅干扰的接收信号，将接收信号作为采集信号；

(2)搜索信号频谱信息：

(2a)对采集信号做快速傅里叶变换，搜索快速傅里叶变换后频谱峰值的位置；

(2b)搜索快速傅里叶变换后与峰值相邻谱线处的幅值；

(2c)计算快速傅里叶变换后的量化频率；

(3)估计频率偏差值：

(3a)采用双线幅度公式，估计量化频率与真实频率间的第一个频率偏差值α；

(3b)采用三谱线频偏校正公式，估计量化频率与真实频率间的第二个频率偏差值β；

(4)估计最佳频率偏差值：

(4a)比较频率偏差值α、β与门限值A、B的大小，其中，α表示量化频率与真实频率的第一个频率偏差值，β表示量化频率与真实频率间的第二个频率偏差值，A＝0.06，B＝0.16，当|α|＞B时，执行步骤(4b)，当|α|≤B且|β|＜A时，执行步骤(4c)，当|α|≤B且A＜|β|＜B时，执行步骤(4d)；