[发明专利]天波超视距雷达特征域抗杂波和干扰方法与装置

说明书

本发明提供了一种天波超视距雷达特征域抗杂波和干扰方法，由接收通道、波束形成、脉冲压缩、杂波干扰空间、波束变换、提取波束数据、滤波和检测组成，其中实施例中接收通道获取多通道数据；波束形成不同方位角波束；脉冲压缩对每个波束数据进行时域积累；杂波干扰空间完成对所有波束数据的杂波干扰空间提取；波束变换得到同一指向不同维数的数据；提取波束数据完成对杂波和干扰数据的维数测定，并提取需要的波束数据；滤波和检测实现对提取数据的多普勒滤波和目标检测。本发明采用特征域信息进行抗干扰处理，可以最大限度地抑制杂波和多样式的干扰，干扰的适应性比较强。本发明还提供了相应的天波超视距雷达特征域抗杂波和干扰装置。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更具体地，涉及一种天波超视距雷达特征域抗杂波和干扰方法与装置，适用于大型天波超视雷达系统中，也可用于各种地面情报、制导、战场监视等相控阵雷达系统中。

背景技术

天波超视距雷达作为国土防空装备中的一型，它的综合性价比高，具有不可替代的作用。作为一类大型相控阵，它的特点是阵元多、可重构，更容易通过功能需求来定制波束通道，从而实现多功能。

但由于传统的天波超视距雷达工作频率低、工作带宽窄、发射功率大、噪声基底高，所以在实际应用过程中，它极易受到各种干扰影响而丢失目标。这干扰包括电离层扰动、观察区域内的雷电、进入大气层的流星等无源干扰，也包括大量民用的调幅广播电台、短波通信、有意电子干扰等有源干扰。这些干扰在整个观察窗口内，总是对天波超视距雷达的观测任务造成干扰，现有的抗干扰方法通常只对某一类或几类干扰有效，如雷电和流星通常是通过时域的方法滤除，电台和通信干扰则通过频域的方法滤除，有意的压制干扰则通常通过空域的方法进行滤除。但实际处理过程中，干扰往往是同时存在的，此时这种单一的方法就存在很大的缺陷，如果采用联合的抗干扰方法则其运算量会极大提高，同时很多抗干扰方法对系统提出了很高的要求，往往需要系统具有可反馈性、算法具有一定的智能性、判决具有一定的容错性等等。从上述的分析可以看出，天波超视距雷达在实际应用过程中，面临的干扰多且复杂多变、组合方式多样，很难有一种方法能够全面解决问题。

发明内容

本发明的目的正是针对上述背景技术中的不足之处提出的。本发明通过充分利用相控阵雷达的波束域数据，通过特征的学习，可实现强地海杂波下的杂波和干扰同时抑制，从而实现对目标的有效检测。首先，利用相控阵雷达的接收通道得到多阵元数据；利用波束形成技术得到通道数据；通过脉冲压缩实现对各通道数据的时域积累；再对各通道数据进行特征分解得到杂波干扰空间；通过杂波干扰空间的波束变换算法得到同一指向的多个波束；再对每一个波束数据的远区多普勒通道进行滤波，并通过噪声电平的变化确定输出波束；再利用多普勒滤波器对输出波束进行滤波，利用检测器进行有效检测。由于本发明方法充分利用了多通道数据的特征差异，可以使雷达同时抑制多种干扰和杂波，而且算法不需要改动系统结构，只需调整信号处理算法，便于工程实现。本发明技术可用于各类大型相控阵雷达系统，实现简单，具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种天波超视距雷达特征域抗杂波和干扰方法，包括如下技术步骤：

（1）利用相控阵雷达的接收通道得到多阵元数据，其中为阵元数；

（2）利用波束形成技术得到多通道数据，计算公式如下

其中，加权矩阵是维矩阵，为通道数，的每一列为常规的带指向波束加权，表示取共轭转置；

（3）通过脉冲压缩实现对多通道数据的时域积累，得到数据；

（4）对各通道数据进行特征分解得到杂波干扰空间，计算公式如下

其中，

式中，为特征值构成的对角阵，特征值从大到小排列，为对应的特征向量，取，式中，为大特征值数；