基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其主要思路为：获取雷达回波信号，并在所述雷达回波信号中提取干扰信号，计算延时处理后的干扰信号

【技术实现步骤摘要】
基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法
本专利技术属于雷达信号处理
，特别涉及一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，即基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的线性调频雷达干扰快速抑制方法，适用于频域中线性调频信号的雷达干扰抑制。
技术介绍
雷达是信息化战场和武器系统中目标信息获取、指挥控制、精确制导和火力打击作战体系中最重要的装备，破坏了雷达的正常工作，不仅会破坏作战体系重要的信息来源，也会严重影响作战体系整体的作战效能。雷达对抗是对敌方雷达进行侦查、干扰、摧毁，以及防护敌方对我方雷达进行侦查、干扰和摧毁的电子对抗技术，雷达对抗主要包括雷达侦查，雷达干扰和摧毁、雷达防护，雷达对抗的目的是通过对敌方进行雷达侦查、干扰和摧毁，获取敌方武器装备、兵力部署、作战指挥等方面的重要情报；在重要的战斗和战役进程中，使敌方的武器系统失效、指挥控制失灵、装备损失，为消灭敌人、保存自己、取得战争胜利创造条件。随着电子战的发展，雷达通信中面临着形式各样的干扰，如调幅干扰、调频干扰、条幅-调频复合干扰和欺骗式干扰，线性调频(LFM)干扰信号与有用信号和噪声之间分别存在较强的时频耦合，经典的滤波方法难以实现信号和干扰的有效分离；随着视频分析方法及应用研究的不断深入，出现了许多基于时频分析的LFM干扰抑制算法。目前，对于线性调频(LFM)干扰信号的干扰抑制方法有三种，主要为基于Wigner-Ville分布(WVD)的干扰重构方法、基于相位和幅度估计的普通的时域对消方法和基于FRFT频域对消抑制方法，三种抑制方法均依赖于Wigner-Ville分布(WVD)计算，WVD为双线性变换，计算量较大，且采样率较高，不利于工程实现；另外，基于相位和幅度估计的普通的时域对消方法对于干扰的干噪比具有较高的要求，适用于强干扰情况；基于FRFT频域对消抑制方法虽利用线性调频信号的分数阶傅里叶变换FRFT特殊性质进行干扰抑制，具有较好的效果，但该方法在参数估计的过程中，运用变步长搜索，计算量较大。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提出一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，该种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，在参数估计的过程中采用简便算法，能够减小线性调频干扰信号抑制的运算量。本专利技术的基本思路是：首先从雷达的天线处接收干扰信号，并根据干扰信号的性质，进行调频斜率的粗略估计，然后进行精确搜索，从而计算得出对应干扰信号基于FRFT变换所需要的阶数，接着对干扰信号进行所述阶数的FRFT变换，并进行尖峰遮隔，从而实现干扰信号的抑制处理。为达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，包括以下步骤：步骤1，获取雷达回波信号，并在所述雷达回波信号中提取干扰信号；步骤2，分别对雷达回波信号进行延时处理和共轭处理，然后将延时处理后的雷达回波信号与共轭处理后的雷达回波信号进行相乘，得到延时处理后的干扰信号；步骤3，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号，并依次计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计和干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计；步骤4，根据干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计，得到W个FRFT阶数值，根据所述W个FRFT阶数值对应得到干扰信号的二维平面，进而得到干扰信号的三维搜索图形，并确定干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p0；W为大于0的正整数；步骤5，利用干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p0对雷达回波信号进行p0阶FRFT变换，得到p0阶FRFT变换后的雷达回波信号；步骤6，对p0阶FRFT变换后的雷达回波信号进行干扰信号抑制处理，得到干扰信号抑制后的雷达回波信号；步骤7，对干扰信号抑制后的雷达回波信号进行FRFT逆变换，得到FRFT逆变换后的雷达回波信号，所述FRFT逆变换后的雷达回波信号为干扰信号抑制后的时域雷达回波信号。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：第一，本专利技术在线性调频信号的对消过程中充分使用了分数阶傅里叶变换(FRFT)并利用线性调频信号特定阶数的FRFT为冲击函数的性质，使得本专利技术对线性调频信号干扰的抑制更为彻底，最终使雷达干扰信号对消的性能得到显著地提高。第二，本专利技术所采用的分数阶傅里叶变换(FRFT)的计算可借助快速傅里叶变换FFT实现，使得计算量大大减小，且因为FRFT对于线性调频信号聚焦特性的存在，使得本专利技术能够克服普通时域对消算法对于较大干噪比适用条件的限制，对于弱雷达干扰信号也有较好的抑制效果，增大了适用范围。第三，本专利技术在对分数阶傅里叶变换(FRFT)阶数估计过程中，能够充分利用线性调频信号的性质，直接得到阶数的粗估计结果，与传统的变步长方法相比，大大地减小了计算复杂度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法实现流程图；图2为使用FRFT进行精确搜索得到的结果示意图；图3a为干扰信号对消前后脉压对比图；图3b为干扰信号对消前后脉压局部放大对比图。具体实施方式参照图1，为本专利技术的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法实现流程图；所述基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，包括以下步骤：步骤1，从雷达的天线处接收雷达回波信号，根据所述雷达回波信号得到雷达回波信号的时频关系分布图；在雷达回波信号的时频关系分布图中，横坐标轴为时间，纵坐标轴为频率；在雷达回波信号的时频关系分布图中提取干扰信号，该干扰信号的时频分布在雷达回波信号的时频关系分布图中为一条直线，且所述干扰信号为线性调频信号；其中，确定第n个采样点处的干扰信号为x(n)，f0为雷达回波信号的载频，fs为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，K＝B/T，B为干扰信号的带宽，T为干扰信号的时宽，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,NJ-1]，NJ＝T×fs，NJ为干扰信号的采样点数。步骤2，分别对雷达回波信号进行延时处理和共轭处理，然后将延时处理后的雷达回波信号与共轭处理后的雷达回波信号进行相乘，得到延时处理后的干扰信号具体地，所述延时处理后的干扰信号其表达式为：其中，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数，M<n，e表示指数函数，fs为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，f0为雷达回波信号的载频，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,NJ-1]，NJ＝T×fs，NJ为干扰信号的采样点数。步骤3，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号并依次计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计u'和干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计p。具体地，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号获取经过快速傅里叶变换的干扰信号的峰值点位置，进而计算得到干扰信号的调频斜率精确估计a，f为经过快速傅里叶变换的干扰信号中峰值点对应的频率，fs为雷达回波信号的采样频率，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数。然后确定干扰信号的FRFT变换阶次p；当干扰信号的FRFT变换为冲击函数时，计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计u'本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取雷达回波信号，并在所述雷达回波信号中提取干扰信号；步骤2，分别对雷达回波信号进行延时处理和共轭处理，然后将延时处理后的雷达回波信号与共轭处理后的雷达回波信号进行相乘，得到延时处理后的干扰信号；步骤3，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号，并依次计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计和干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计；步骤4，根据干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计，得到W个FRFT阶数值，根据所述W个FRFT阶数值对应得到干扰信号的二维平面，进而得到干扰信号的三维搜索图形，并确定干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p

【技术特征摘要】
1.一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取雷达回波信号，并在所述雷达回波信号中提取干扰信号；步骤2，分别对雷达回波信号进行延时处理和共轭处理，然后将延时处理后的雷达回波信号与共轭处理后的雷达回波信号进行相乘，得到延时处理后的干扰信号；步骤3，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号，并依次计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计和干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计；步骤4，根据干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计，得到W个FRFT阶数值，根据所述W个FRFT阶数值对应得到干扰信号的二维平面，进而得到干扰信号的三维搜索图形，并确定干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p0；W为大于0的正整数；步骤5，利用干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p0对雷达回波信号进行p0阶FRFT变换，得到p0阶FRFT变换后的雷达回波信号；步骤6，对p0阶FRFT变换后的雷达回波信号进行干扰信号抑制处理，得到干扰信号抑制后的雷达回波信号；步骤7，对干扰信号抑制后的雷达回波信号进行FRFT逆变换，得到FRFT逆变换后的雷达回波信号，所述FRFT逆变换后的雷达回波信号为干扰信号抑制后的时域雷达回波信号。2.如权利要求1所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤1中，所述在所述雷达回波信号中提取干扰信号，其过程为：从雷达的天线处接收雷达回波信号，根据所述雷达回波信号得到雷达回波信号的时频关系分布图；在雷达回波信号的时频关系分布图中，横坐标轴为时间，纵坐标轴为频率；在雷达回波信号的时频关系分布图中提取干扰信号，该干扰信号的时频分布在雷达回波信号的时频关系分布图中为一条直线，且所述干扰信号为线性调频信号；其中，确定第n个采样点处的干扰信号为x(n)，f0为雷达回波信号的载频，fs为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，K＝B/T，B为干扰信号的带宽，T为干扰信号的时宽，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,NJ-1]，NJ＝T×fs，NJ为干扰信号的采样点数。3.如权利要求1所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤2中，将所述延时处理后的干扰信号记为其表达式为：其中，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数，M<n，e表示指数函数，fs为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，f0为雷达回波信号的载频，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,NJ-1]，NJ＝T×fs，NJ为干扰信号的采样点数。4.如权利要求1或3所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号获取经过快速傅里叶变换的干扰信号的峰值点位置，进而计算得到干扰信号的调频斜率精确估计a，f为经过快速傅里叶变换的干扰信号中峰值点对应的频率，fs为雷达回波信号的采样频率，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数；然后确定干扰信号的FRFT变换阶次p；当干扰信号的FRFT变换为冲击函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯孝，宋文涛，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61