一种认知型自适应干扰抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，首先阵列接收到的信号通过数字波束形成得到所需要波束输出，抽取部分辅助通道对干扰个数进行判断；在数字波束形成后完成第一次干扰特征分析；根据不同的干扰类型，采用不同的干扰对消方法。本发明专利技术所达到的有益效果：本方法建立了干扰描述字与自适应策略选择的思想，从而使雷达能够快速完成干扰特征分析，通过将智能认知技术与抗干扰技术有效结合，对干扰的特征判断，分别在数字波束形成和脉冲压缩之后对多种干扰类型识别，构建一种具有智能化的自适应策略中心模块，在自适应策略中心模块调度匹配的干扰对消方法，从而实现认知型的抗干扰技术。

A cognitive adaptive interference suppression method

The invention discloses a method of adaptive interference suppression in cognitive, which is characterized in that a first signal received by the array digital beamforming to obtain the required output beam, selected auxiliary channel to judge the number of interference; analysis of the characteristics of the first time after the completion of the interference in the digital beamforming; according to the different types of interference, using different interference cancellation method. Beneficial effects: this method establish interference and adaptive strategies of word selection to describe ideas, so that the radar can quickly complete the analysis of the characteristics of interference, by combining intelligent cognitive technology and anti-jamming technology, determine the characteristics of interference, respectively in digital beamforming and pulse compression of various types of interference recognition and the construction of an adaptive strategy center module with intelligent matching, adaptive strategy center module scheduling interference cancellation method, so as to realize the anti jamming technology of cognitive type.

【技术实现步骤摘要】
一种认知型自适应干扰抑制方法
本专利技术涉及一种认知型自适应干扰抑制方法，属于数字阵列雷达

技术介绍
电磁环境日益复杂，需要雷达对环境的感知能力不断提高。电磁干扰的复杂性和多样性会导致雷达的目标检测能力严重下降。干扰可以分为多种类型，例如连续波干扰、转发式干扰与脉冲干扰等。当连续波干扰从旁瓣进入时，常采用自适应旁瓣对消(SLC)技术抑制干扰；当脉冲干扰从旁瓣进入时，采用旁瓣匿影技术抑制。但是，旁瓣匿影容易造成目标损失。而常规旁瓣对消算法无法完成有效地干扰采样。转发式干扰在脉冲压缩时获得较大增益，采用传统的脉冲压缩前的旁瓣对消在完成对消后，部分干扰仍存在于噪声之下。因此，需要在脉冲压缩后开展对消处理，脉压后旁瓣对消简称为PC-SLC。既然干扰对消需要针对不同的干扰采用不同的对消方法，则需要实现对干扰的有效认知，从而选择相应的干扰抑制方式。由于传统雷达系统无法对干扰环境有效认知，导致雷达无法自动辨别干扰类型，采取相应手段抑制干扰。在复杂多变的战场环境下，人工化的抗干扰方式已不能应对快速变化的干扰环境，常用的抗干扰技术无法应对复杂多样的干扰形式。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种认知型自适应干扰抑制方法，将智能认知技术与抗干扰技术有效结合，通过对干扰的特征判断，分别在数字波束形成(DBF)和脉冲压缩之后对多种干扰类型识别，构建一种具有智能化的自适应策略中心模块，在自适应策略中心模块调度匹配的干扰对消方法，从而实现认知型的抗干扰技术。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，包括如下步骤：1)将阵列接收到的信号通过数字波束形成得到所需要的波束后输出；2)抽取部分辅助通道对干扰个数进行判断，根据得出的干扰个数选择辅助通道的个数；这一步是为了确定旁瓣对消采用的辅助通道个数，简化自适应干扰抑制计算量，需要对干扰个数做出判断。3)进行干扰特征分析，对象参数是其时域上的脉冲包络、脉宽和脉冲间隔，将这些参数结合形成认知描述字；4)根据步骤3)的结果对各类波束的类型进行分辨，传递到适应策略中心模块后选择恰当的抗干扰方式，判断准则如下：若为连续波干扰，信号采样点选取发射前时刻，开窗长度1024个采样点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为脉冲干扰，在接收一帧数据周期内实现干扰采样，干扰采样截取2048点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为转发式干扰，直接进行脉冲压缩；5)对于步骤4)处理后的干扰进行干扰特征分析，并判断处理效果：对于连续波干扰与脉冲干扰，若干扰信号包络小于预先设定的门限值且无尖峰脉冲，则证明干扰被有效抑制；对于转发式干扰，确定干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔，将干扰特征传递到自适应策略中心模块后采用自适应旁瓣对消抑制干扰方式进行处理，之后再次进行干扰特征分析，若干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔均超过设定值且产生尖峰脉冲，则提取尖峰样本并计算旁瓣对消权向量，对干扰进行抑制。进一步地，所述步骤1)中具体步骤为：对于M个单元的雷达等距线阵阵列，设第i个通道接收信号为xi(k)，k表示离散时间，设信号波束指向为θ，a(θ)为输入信号导向矢量，计算公式为式中j代表虚数，d为阵元间距，λ为波长，[·]T表示转置；阵列波束形成加权后，输出为式中(·)*表示共轭，wi为第i个通道DBF权值。进一步地，所述步骤2)的具体步骤为：21)设抽取N个辅助通道的数据构成如下Xs(k)＝[x1(k),x2(k),…,xN(k)]T；22)求取辅助通道协方差矩阵RXX＝Xs(k)XsH(k)，(·)H代表共轭转置；23)对协方差矩阵进行特征值分解λi＝eig[RXX],i＝1,2,…,N，式中eig[·]表示特征根分解函数，λi表示为第i个特征根，其中最小特征根表示为λmin＝min{λ1,λ2,…,λN}；24)计算其它特征根与最小特征根的比值，记为25)定义变量Λ＝[δ1,δ2,…,δN]，当与门限值ρ0比较时，大于门限值的特征根个数就是对应的干扰个数，根据干扰个数选取辅助通道个数。进一步地，所述步骤4)中对于各个参数对象的判断准则是：I)利用脉宽判别：为求得输出信号脉冲宽度，需要对各干扰脉冲上升沿与下降沿进行判断；将得到的上升沿与下降沿采样点进行标记，利用同一脉冲的上升沿与下降沿的差值计算脉冲宽度，计算公式如下PW＝TsNs,式中Ts为采样周期，Ns为上升沿与下降沿差值采样点数；设σPW1为脉宽门限值，当信号脉宽大于σPW1时，可以判断干扰信号为脉冲信号；当信号脉宽小于σPW1时，则可以判断干扰信号为连续波信号；II)利用脉冲包络判别：数字波束形成后，求取所需波束输出信号的包络式中yI(k)与yQ(k)为波束信号y(k)的实部与虚部；数字波束形成后对某一时刻的信号包络取门限值σPA1，若信号包络大于门限值σPA1，则认为干扰存在，否则认为没有干扰；III)利用脉冲间隔判别：在数字波束形成后，对波形脉冲间隔设定门限值σPR1，当信号脉冲间隔大于σPR1，可以判断干扰信号为脉冲干扰；当信号重复间隔小于σPR1，则可以判断干扰信号为连续波干扰。本专利技术所达到的有益效果：本方法建立了干扰描述字与自适应策略选择的思想，从而使雷达能够快速完成干扰特征分析，通过将智能认知技术与抗干扰技术有效结合，对干扰的特征判断，分别在数字波束形成(DBF)和脉冲压缩之后对多种干扰类型识别，构建一种具有智能化的自适应策略中心模块，在自适应策略中心模块调度匹配的干扰对消方法，从而实现认知型的抗干扰技术。附图说明图1是本方法的原理框图；图2是实施例1的连续波干扰信号时域模值；图3是实施例1使用本方法的干扰抑制结果；图4是实施例1的连续波干扰抑制后脉冲压缩结果；图5是实施例2的脉冲干扰信号时域模值；图6是实施例2使用本方法的干扰抑制结果；图7是实施例2的脉冲干扰抑制后脉冲压缩结果；图8是实施例3的转发式干扰信号幅度；图9是实施例3的转发式干扰脉冲压缩；图10是实施例3的脉压后信号脉冲宽度；图11是实施例3的脉压后信号重复频率；图12是实施例3使用本方法的干扰抑制结果。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。结合附图1，本方法的原理是：采用数字波束形成实现目标观测波束输出，之后，根据干扰类型实现不同的自适应旁瓣对消。干扰认知分为三步进行：采用辅助通道确定干扰个数，在数字波束形成之后与脉冲压缩之后分别提取干扰时域特征。将得到的干扰特征传递到自适应策略中心模块，完成对干扰的特征分析，区分出连续波干扰、脉冲干扰与转发式干扰。如果干扰为连续波干扰与脉冲干扰，开关1连接a端，在DBF后脉冲压缩前进行自适应旁瓣对消。如果干扰为转发式干扰，数字波束形成后开关1连接b端，对信号进行脉冲压缩闭合开关2，进行脉压后的自适应旁瓣对消。实际上也就是根据不同的干扰类型，来决定脉冲压缩与自适应旁瓣对消的使用前后顺序。对于DBF后的干扰特征提取，本专利技术主要是对其时域上脉冲包络、脉宽、脉冲间隔等特征参数进行分析，将这些参数结合形成认知描述字(RDW)，可以高效完成对特征参数的统计，快速实现对干扰的分类与识别，不过也可以根据实际的需要来进行特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，包括如下步骤：1)将阵列接收到的信号通过数字波束形成得到所需要的波束后输出；2)抽取部分辅助通道对干扰个数进行判断，根据得出的干扰个数选择辅助通道的个数；3)进行干扰特征分析，对象参数是其时域上的脉冲包络、脉宽和脉冲间隔，将这些参数结合形成认知描述字；4)根据步骤3)的结果对各类波束的类型进行分辨，传递到适应策略中心模块后选择恰当的抗干扰方式，判断准则如下：若为连续波干扰，信号采样点选取发射前时刻，开窗长度1024个采样点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为脉冲干扰，在接收一帧数据周期内实现干扰采样，干扰采样截取2048点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为转发式干扰，直接进行脉冲压缩；5)对于步骤4)处理后的干扰进行干扰特征分析，并判断处理效果：对于连续波干扰与脉冲干扰，若干扰信号包络小于预先设定的门限值且无尖峰脉冲，则证明干扰被有效抑制；对于转发式干扰，确定干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔，将干扰特征传递到自适应策略中心模块后采用自适应旁瓣对消抑制干扰方式进行处理，之后再次进行干扰特征分析，若干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔均超过设定值且产生尖峰脉冲，则提取尖峰样本并计算旁瓣对消权向量，对干扰进行抑制。...

【技术特征摘要】
1.一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，包括如下步骤：1)将阵列接收到的信号通过数字波束形成得到所需要的波束后输出；2)抽取部分辅助通道对干扰个数进行判断，根据得出的干扰个数选择辅助通道的个数；3)进行干扰特征分析，对象参数是其时域上的脉冲包络、脉宽和脉冲间隔，将这些参数结合形成认知描述字；4)根据步骤3)的结果对各类波束的类型进行分辨，传递到适应策略中心模块后选择恰当的抗干扰方式，判断准则如下：若为连续波干扰，信号采样点选取发射前时刻，开窗长度1024个采样点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为脉冲干扰，在接收一帧数据周期内实现干扰采样，干扰采样截取2048点，采用自适应旁瓣对消后脉冲压缩；若为转发式干扰，直接进行脉冲压缩；5)对于步骤4)处理后的干扰进行干扰特征分析，并判断处理效果：对于连续波干扰与脉冲干扰，若干扰信号包络小于预先设定的门限值且无尖峰脉冲，则证明干扰被有效抑制；对于转发式干扰，确定干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔，将干扰特征传递到自适应策略中心模块后采用自适应旁瓣对消抑制干扰方式进行处理，之后再次进行干扰特征分析，若干扰包络、脉冲宽度与脉冲间隔均超过设定值且产生尖峰脉冲，则提取尖峰样本并计算旁瓣对消权向量，对干扰进行抑制。2.根据权利要求1所述的一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，所述步骤1)中具体步骤为：对于M个单元的雷达等距线阵阵列，设第i个通道接收信号为xi(k)，k表示离散时间，设信号波束指向为θ，a(θ)为输入信号导向矢量，计算公式为式中j代表虚数，d为阵元间距，λ为波长，[·]T表示转置；对阵列波束形成加权，输出为式中(·)*表示共轭，wi为第i个通道DBF权值。3.根据权利要求1所述的一种认知型自适应干扰抑制方法，其特征是，所述步骤2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，马正颖，张池，蒋德富，陈嘉琪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32