[发明专利]基于收发失配处理的主瓣噪声压制干扰自适应抑制方法

说明书

基于收发失配处理的主瓣噪声压制干扰自适应抑制方法，涉及雷达抗干扰领域。本发明是为了解决目前的抗主瓣噪声干扰技术抑制干扰时会出现目标自消甚至导致目标能量被削弱以及面对宽带噪声压制干扰的问题。本发明包括：设计与雷达探测信号正交的失配滤波器；利用失配滤波器在接收端对雷达阵列接收到的回波进行失配处理，滤除雷达回波中的目标信号，得到“干净”的干扰与噪声样本，并用干扰与噪声样本获得不含目标的干扰噪声协方差矩阵；利用雷达探测信号构造匹配处理通道并对回波进行处理，获得匹配处理结果；将干扰噪声协方差矩阵对匹配处理输出结果在雷达空域目标检测区域内逐个方位进行自适应波束形成处理。本发明用于主瓣噪声压制干扰抑制。

技术领域

本发明属于雷达抗干扰领域，特别涉及基于收发失配处理的主瓣噪声压制干扰自适应抑制方法。

背景技术

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正。自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。对于噪声压制干扰，空域对抗可以说是最为重要也是最常用的手段之一。对于副瓣来向的有源干扰信号，相控阵雷达可采用超低副瓣天线、副瓣匿影、副瓣对消或自适应副瓣置零等抗副瓣干扰技术进行有效抑制，这些技术目前已在实际工程中广泛应用并取得了良好的效果，基本解决了雷达副瓣干扰问题。然而当干扰来自天线主瓣区域时，干扰和目标均在主瓣波束范围内，现有较为成熟的抗副瓣干扰技术基本失效，因此对于如何抗主瓣干扰成为本领域的研究重点。

现有技术中通常采用自适应波束形成技术，阻塞矩阵预处理法，特征投影矩阵预处理法，盲源分离技术等方法来解决主瓣干扰抑制的问题。自适应波束形成技术能够实时地对空间中变化的干扰环境做出反应，自动在干扰方向上形成零陷，在滤除干扰信号的同时保证了目标信号的有效接收，但该技术在设计最优滤波器加权矢量时，未将干扰协方差矩阵中的目标信息剔除，导致抑制干扰的同时将目标大幅削弱，因此自适应波束形成技术需要获知目标准确方位信息，否则会导致目标出现自消现象。阻塞矩阵预处理法实质就是通过阻塞矩阵对接收数据进行预处理以显著抑制主瓣干扰信号，然后用预处理后的接收数据进行自适应波束形成来抑制副瓣干扰，减弱了信号相消问题，但阻塞矩阵构建过程中对主瓣干扰到达角度的测量精度要求很高，此外，由于主瓣干扰与目标位于同一主瓣波束内，阻塞矩阵预处理抑制主瓣干扰的同时可能出现目标自消进而导致削弱目标能量。特征子空间投影预处理法的实质是基于对阵列数据协方差矩阵特征值的处理，提取无目标的干扰样本估计干扰协方差矩阵，来设计最优空域滤波器实现干扰抑制，但由于主瓣干扰与目标位于同一主瓣波束内，主瓣干扰与目标可能位于同一特征分量内，因此依旧会导致目标自消现象。盲源分离技术可在不知道源信号和传输信道参数的情况下，根据源信号的统计特性，仅由观测信号来分离出不同回波源信号，因此可通过盲源分离技术分理出干扰源信号来估计无目标的干扰协方差矩阵，来设计最优空域滤波器实现干扰抑制。但盲源分离算法分离效果与目标和干扰之间的来向差有关，对于非目标方向的干扰具有很好的抑制效果。但随着来向差异变小，分离效果会逐渐变差，所以对于主瓣干扰，难以将干扰与目标完全分离，这依旧会导致目标自消现象。针对高频地波雷达面临的通信道窄带干扰以及脉冲干扰，有学者提出基于匹配模块与失配模块对消处理的干扰抑制方法，该方法通过失配模块在时域抑制回波中的目标，得到干净的干扰成分，由于该干扰成分时域信息与匹配模块输出结果中的干扰成分相同，因此可利用该干扰成分对匹配模块输出进行自适应对消处理。该方法解决了主瓣干扰样本难以获取的问题，进而实现了干扰有效抑制，但该方法并不适用于现代战场中雷达面临的宽带噪声压制干扰，这是由于宽带噪声压制干扰经过失配模块处理输出干扰成分的时域信息与匹配模块处理输出的不同，因此难以利用失配模块处理输出的干扰成分对消匹配模块输出内的干扰，导致干扰抑制失败。因此目前的主瓣噪声压制干扰自适应抑制方法还存在抑制时会出现目标自消甚至导致削弱目标能量以及雷达面临宽带噪声时输出干扰成分的时域信息与处理输出不同从而导致的不适用于现代战场中雷达面临的宽带噪声压制干扰的问题。