[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

说明书

本发明公开一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法，其将雷达的抗干扰问题转换为线性盲源分离模型，并在时频域上采用一种基于矩阵变换的方法对观测信息的特征表示进行变换，最后通过简单的筛选完成模型的求解，实现目标回波的分离与恢复。本发明有效剔除了强干扰信号，显著提高了接收信号的信干比，在性能和计算复杂度方面都具有明显优势。

技术领域

本发明涉及雷达系统仿真技术领域，尤其是涉及一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法。

背景技术

在现代电子战中，雷达的电磁干扰与对抗技术一直是研究热点与难点。有源干扰技术由早期简单的噪声压制类非相参干扰逐渐演变为相参干扰(距离、速度与角度拖引)，而随着数字储频技术(Digital radio frequency memory,DRFM)、高速信号采集与转换器等器件的快速发展与应用，新型相参干扰已经成为了主流的干扰手段，如噪声卷积干扰、切片干扰、以及间歇采样干扰等(文献“雷达新型有源干扰抑制技术研究”(王璐,电子科技大学,2019.))，极易与真实目标回波在时、频域上同时产生混叠。由于兼具压制与欺骗特性，新型干扰的工作方式高度灵活，干扰性能相较于常规干扰也有较大提升，极大降低了现代雷达系统的工作性能，因此相应的对抗方法研究具有重要意义且极具挑战性。

雷达抗干扰技术的核心，在于提取干扰信号与目标回波之间的差异，然后基于单个或多个差异特征对干扰信号进行对消或剔除，从而降低脉压处理后干扰信号的幅度以突出目标回波，确保后续目标检测与参数估计的有效性。在对抗新型相参干扰方面，干扰信号与目标回波在时、频、空域上都具有较强的相关性，且两者在时、频域上同时混叠严重(转发式的相参干扰信号与回波信号在时域上的延迟远小于发射信号的脉宽)，特别是在低信干比(SJR)下，这都导致差异特征的提取工作十分困难。

从极化域来看，现有技术中公开有通过设计极化滤波器使雷达收发系统的极化方式与干扰信号的极化方式互为正交，以实现干扰信号的抑制，但该类方法只适用于多极化或全极化雷达，且复杂度很高，计算量大。也有研究人员提出多种基于自适应波束形成的优化方法来对抗干扰，但该类方法对参数估计的精度要求很高，且主波束容易发生严重变形，极大影响了后续的目标检测与参数估计精度。还有研究人员提出通过提取干扰信号与回波信号在相位量化后的差异来抑制干扰，也有部分专业人员提出基于频率捷变与波形分集的方法，但这些方法对雷达内部资源的消耗程度较大，且干扰的抑制效果都不理想。

根据最近的研究来看，基于稀疏分量分析的方法已经成为雷达抗干扰的一种有效途径，主要分为两步：1、观测矩阵的估计；2、根据估计矩阵与观测信号对目标回波进行分离与恢复。现有的观测矩阵估计方法已经非常成熟，其估计性能和鲁棒性表现良好，但目标回波的分离与恢复问题一直属于研究难点。一些专家在时频域上采用基于正交匹配追踪的贪婪算法，通过选择局部最优解来逐次提取信号的主要分量，以形成稀疏表示来恢复目标回波的主要信号特征。也有专家则是提出基于凸优化的方法来对抗干扰，通过求解最小的l₁范数或近似l₀范数来实现信号观测模型的稀疏表示，但上述方法只在输入信号足够稀疏的情况下有效；而在实际的信号接收中，干扰信号、目标回波以及噪声会在时、频域上发生严重混叠，输入信号表现为低稀疏性，且信干比(SJR)与信噪比(SNR)都较低，此时现有方法的性能和稳定性大大降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法，其针对时频混叠信号，基于稀疏分量分析理论，提出一种在双通道接收场景下有效的目标回波分离与恢复方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于信号特征变换的雷达相参干扰对抗方法，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：