[发明专利]一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法在审

专利信息
申请号: 202210129780.4 申请日: 2022-02-11
公开(公告)号: CN114460549A 公开(公告)日: 2022-05-10
发明(设计)人: 刘志鹏;张克舟;冯蕴天;胡宝洁;宫福红;王肖洋;范志鹏;王盼;陈瑞;马慧慧;贺方君;刘晓光;顾艳阳 申请(专利权)人: 中国人民解放军63893部队
主分类号: G01S7/36 分类号: G01S7/36;G01S7/41
代理公司: 洛阳市凯旋专利事务所(普通合伙) 41112 代理人: 林志坚
地址: 471000 河南省洛阳市*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 信号 特征 变换 雷达 干扰 对抗 方法
【权利要求书】:

1.一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法,其特征是:其包括以下步骤:

S1、首先,建立线性盲源分离模型,采用双通道模型,表示如下:

其中,f(t)表示观测信号;f1(t)表示第一个通道内的观测信号;f2(t)表示第二个通道内的观测信号;a1n表示第一个通道内第n个源信号的幅度系数;a2n表示第二个通道内第n个源信号的幅度系数;sn(t)表示第n个源信号;A∈R2×n为观测矩阵,R是实数,n是正整数,n表示源信号的个数;s(t)表示源信号,包含干扰信号和目标回波;v(t)表示加性噪声;T是信号f(t)的观测时长;

然后,将f(t)转换到时频域上进行处理,在短时傅里叶变换后表示如下:

其中,F(t,f)、S(t,f)和V(t,f)分别为f(t)、s(t)和v(t)在STFT下的时频系数,单个时频系数则称为时频点;

最后,采用基于概率区间的矩阵估计方法对观测矩阵A进行估计;

S2、对步骤S1中的在STFT下的时频系数F(t,f)中的干扰进行剔除,并保留目标回波的时频特征。

2.根据权利要求1所述的基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法,其特征是:其步骤S2中,目标回波提取与干扰剔除方法的进行是基于一个假设条件的前提下,假设条件为:在观测矩阵A∈R2×n中,任意一个2×2的子矩阵都为非奇异矩阵,即子矩阵是可逆的;操作步骤为:

S2.1、设定S1为目标回波,S2、S3为干扰信号,则A∈R2×3,具体表示为:

由于A的奇异性,其逆矩阵为伪逆A+,且{E3-A+A}的误差较大,其中,E3为三阶单位矩阵;因此,对A的非奇异子矩阵进行提取,尺寸为2×2,表示为:

则对应的逆矩阵为

由于其中,E2为二阶单位矩阵,则

其中,和为非零值;

结合式(7)~式(8)对观测信号的时频特征F(t,f)进行变换,理论上有:

其中,F12(t,f)和F13(t,f)分别为A12和A13下观测信息的新表示方式,具体展开为:

从式(10)~式(11)得出,F112(t,f)、F113(t,f)中分别剔除了干扰信号S2、干扰信号S3

S2.2、对目标回波S1进行提取,步骤为:

用(t1,f1)表示目标回波S1的时频点位置,即S1(t1,f1)≠0,S2(t1,f1)=S3(t1,f1)=0;为了找到(t1,f1),此处先给出结论如下:

因此,若式(12)成立,则只需要找到令的时频点,在该时频点上则有

接下来,对式(12)充分必要性证明,其充分性为:

必要性证明,当时,得到

证明方法为:

设y∈R,则有

因此,恒有

当y=1,则有

式(16)展开可得这里先假设由式(7)和式(8)可知

其简化为

其中,c∈R;设所以根据式(7)有

根据式(18)~式(19)可知,同样地,所以展开为

根据假设条件可知,为使A23具有非奇异性,则(a13a22-a12a23)为非零值,(a23-a22)=(a12-a13)=0也无法成立,所以则对应的有不成立;因此,有且只有S2(t1,f1)=S3(t1,f1)=0时,式(16)成立,则式(12)的充分必要性得证;考虑到实际应用中的可操作性,这里将其改写为:

其中,ε1≤0.1;用Ω1表示提取的S1(t1,f1)集合,由于ε1>0,此时Ω1并不是严格的S1(t1,f1)集合,因此这里依据最小能量原则对Ω1进行优化,根据式(10)~式(11)可知,F112(t1,f1)和F113(t1,f1)中的信号能量表示为:

其中,Q(·)表示能量提取函数;为了尽可能弱化干扰信号对S1的影响,Q值更小的项被选择为Ω1,此时目标回波的时频特征S1被提取,而干扰信号S2、干扰信号S3则被有效剔除;

由于目标回波在A中的对应关系存在模糊性,因此需要提取所有非奇异子矩阵Aij,然后对恢复结果进行筛选以确定目标回波;依照上述步骤完成干扰信号S2、干扰信号S3的提取,对应关系如下:

此时,将上述的目标回波的提取方法推广到A∈R2×n下,则Aij

其中,n为源信号的个数,Ωi为Si的时频点集合;Ωi的提取表示为:

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