多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法技术

本发明专利技术揭示了一种多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，包括如下步骤：S1、对区域进行检测，得到回波信号；S2、对回波信号进行干扰对齐；S3、对回波信号进行脉冲压缩和非相参积累；S4、计算信号幅度比特征序列；S5、通过非相参积累得到多站雷达系统幅度比特征序列；S6、利用仿真实验对特征域目标检测门限进行离线学习，得到不同干噪比下的目标检测门限；S7、根据干扰样本估计第一个接收站中的干噪比，查询得到目标检测门限；S8、将多站雷达系统幅度比特征序列的每个时刻点的函数值与检测门限进行比较，得到目标检测结果。本发明专利技术在幅度比特征空间完成干扰抑制和目标检测，在干噪比较高时反而可以得到更好的干扰抑制效果。

A Method of Suppressing Main Lobe Suppression Jamming by Multi-Station Radar

The invention discloses a method for suppressing main lobe suppression jamming of multi-station radar, which includes the following steps: S1, detecting the region to obtain the echo signal; S2, jamming alignment of the echo signal; S3, pulse compression and non-coherent accumulation of the echo signal; S4, calculating the signal amplitude bit characteristic sequence; S5, obtaining the amplitude bit of multi-station radar system through non-coherent accumulation. S6. Offline learning of target detection thresholds in feature domain is carried out by simulation experiments to obtain target detection thresholds under different dry-to-noise ratios; S7. Estimating the dry-to-noise ratio of the first receiving station based on interference samples, querying the target detection threshold; S8. Comparing the function values of each time point of the amplitude-to-noise characteristic sequence of multi-station radar system with detection threshold, the target detection threshold is obtained. Standard test results. The invention completes interference suppression and target detection in the amplitude ratio characteristic space, and can obtain better interference suppression effect when the dry-noise ratio is high.

【技术实现步骤摘要】
多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法
本专利技术涉及一种抗主瓣压制式干扰的方法，具体而言，涉及一种多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，属于雷达

技术介绍
压制式干扰是一种常见的干扰样式，其原理是利用大功率干扰信号淹没目标回波。相对应的，旁瓣相消技术是对抗压制式干扰的有效手段之一，但其只能抑制来自天线旁瓣的压制式干扰信号。在随队干扰和自卫式干扰中，压制式干扰信号从雷达天线主瓣进入、从而形成主瓣干扰，严重影响雷达的目标检测性能。此时，旁瓣相消技术将难以奏效。现阶段对于雷达抗主瓣压制式干扰的研究主要从空域、时频域、极化域或多域联合等角度进行，但上述干扰抑制方法都是根据干扰信号在各数据域的结构特征进行设计的，具有较强的干扰类型针对性。当干扰类型失配时，其干扰抑制能力将会降低甚至失效，例如空域算法要求干扰信号与目标回波存在一定的角度差异，在自卫式干扰情况下将完全失效；频域方法在干扰频带完全覆盖目标频谱的情况下，其抗干扰性能将严重下降；极化域干扰抑制方法难以抑制未极化或变极化主瓣干扰等等。多站雷达是由几个在空间上相分离的发射、接收和(或)发射-接收设备组成的一个雷达系统，能够提供丰富的空、时、频资源，通过将所接收到的信息进行融合及联合处理，多站雷达具备单站雷达所不能到达的整体抗干扰能力。干扰抑制的基本原理是利用干扰与目标信号的某种可分性对干扰信号进行有效抑制，并尽可能地保留目标信号，因此，在多站雷达背景下找到这种差异性是多站雷达主瓣干扰抑制算法的关键。由于目标的RCS(Radar-CrossSection，雷达散射截面积)将随着探测视角的变化而随机起伏，在多站雷达各节点对目标的视角差异足够大的情况下，各节点接收到的目标回波将是互不相关的。而由于干扰机在各个辐射方向上发射的干扰信号都是相同的，因此即使各节点对于干扰机的视角和增益各不相同，但其所接收的干扰信号仍是高度相关的，对于不同的干扰样式和调制方式，这种相关性均成立。因此，在多站雷达系统下，干扰和目标信号间存在空间散射特性的差异、即目标回波信号具有各向异性，而干扰信号具有各向同性，这就为多站雷达下主瓣干扰抑制算法提供了理论依据。根据上述差异，传统的多站雷达下主瓣干扰抑制方法是基于信号相消的思想，利用不同接收站中压制式干扰的相关性，通过加权求和，实现干扰信号相消，由于目标信号是相互独立的，因此可以得到有效保留。但是这种信号相消方法在较高干噪比下，相消后干扰残留能量较大，将严重影响后续的目标检测性能。综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种新的多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，以提高主瓣压制式干扰下多站雷达的目标检测性能，也就成为了业内技术人员新的研究方向。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提出了一种多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，包括如下步骤：S1、假定多站雷达由单个发射站和N部接收站组成，对存在目标和一个压制式干扰机的雷达探测区域进行检测，接收站n得到第l个脉冲重复周期的回波信号；S2、以第一个接收站为参考，对其他接收站的回波信号进行干扰对齐；S3、对回波信号进行脉冲压缩和非相参积累，得到积累后的接收信号；S4、根据积累后的接收信号，计算接收站n中的信号幅度比特征序列；S5、对各接收站的信号幅度比特征序列进行非相参积累，得到多站雷达系统幅度比特征序列Ξ(t)；S6、设第一个接收站的干噪比为γ1，系统检测虚警率为Pfa，利用MonteCarlo仿真实验对特征域目标检测门限进行离线学习，得到不同干噪比γ1下的目标检测门限κ(γ1)；S7、根据干扰样本估计得到第一个接收站中的干噪比γ1，查询得到目标检测门限κ(γ1)；S8、将多站雷达系统幅度比特征序列的每个时刻点的函数值与检测门限κ(γ1)进行比较，得到目标检测的输出结果，如果Ξ(t)<κ(γ1)，表示无目标，如果Ξ(t)>κ(γ1)，表示有目标。优选地，S1中所述接收站n得到第l个脉冲重复周期的回波信号为rn(t,l)，0≤t≤T，其中，T是一个脉冲重复周期的时间长度，l＝1,2,...,L，L为脉冲重复周期的个数。优选地，S2具体包括如下步骤：S21、利用互相关函数估计得到接收站n中的干扰信号时延量τ1n，n＝2,3,...,N，其中，(·)*表示取共轭，表示卷积；S22、根据接收站n中的干扰信号时延量τ1n，得到回波信号rn(t,l)时间对齐后的接收信号为rn(t-τ1n,l)。优选地，S3具体包括如下步骤：S31、对接收站n时间对齐后的接收信号rn(t-τ1n,l)先进行脉冲压缩，得到脉压后的信号为rn′(t-τ1n,l)；S32、对脉压后信号rn′(t-τ1n,l)进行非相参积累，得到积累后的接收信号优选地，S4中所述接收站n中的信号幅度比特征序列为ξn(t)，表达式为：优选地，S5中所述多站雷达系统幅度比特征序列Ξ(t)的表达式为：其中，E[·]表示取均值。优选地，S6具体包括如下步骤：S61、设各接收站中的噪声信号Ωn相互独立，且均服从标准的复高斯分布，根据标准复高斯分布，产生接收站n中的噪声信号样本Ωn，n＝1,2,…,N；S62、设干扰样式为噪声调幅干扰，根据第一个接收站的干噪比γ1，可以得到第一个接收站中的干扰信号样本J1，其中，α和β相互独立，且均服从标准高斯分布；S63、根据第一个接收站的干扰信号样本J1，得到接收站n中的干扰信号样本Jn，其中，Gn为接收站n的天线增益，RJn为干扰机到接收站n的距离；S64、根据各接收站中的噪声信号样本Ωn和干扰信号样本Jn，得到各接收站中的回波样本fn＝Jn+Ωn，n＝1,2,…,N；S65、根据S61～S64中产生的L个接收站中的回波样本fn,l，l＝1,2,…,L，进行非相参积累得到接收站n中积累后的回波样本S66、根据各接收站中积累后的回波样本f′n，得到接收站n中幅度比特征样本ξ′n，S67、根据各接收站中的幅度比特征样本ξ′n，得到系统幅度比特征样本Ξ′，S68、根据S61～S67中产生的个系统幅度比特征样本，对这些样本进行排序，得到干噪比γ1下的检测门限κ(γ1)为排序后的第个样本值，其中，表示上取整，表示下取整。与现有技术相比，本专利技术的优点主要体现在以下几个方面：本专利技术通过在幅度比特征空间内完成干扰抑制和目标检测的方式，使得方法整体的有效性及干扰抑制效果均得到了大幅度地提升，在较高干噪比的条件下反而可以获得更佳的干扰抑制效果。同时，本专利技术不依赖干扰信号的时频结构特征，能够适用于不同类型、不同调制的干扰信号，且无需多站雷达系统的几何布站参数以及各接收站之间的幅相误差等参数，对系统内部结构的变化具有较强的自适应能力，方法的适用范围较大。此外，本专利技术也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他干扰抑制方法的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。附图说明图1是本专利技术的实现流程图；图2是本专利技术的使用场景示意图；图3是使用本专利技术所得到的各接收站幅度比特征序列结果；图4是使用本专利技术所得到的系统幅度比特征序列结果；图5是使用本专利技术所得到的不同信干比情况下目标检测概率仿真结果。具体实施方式如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、假定多站雷达由单个发射站和N部接收站组成，对存在目标和一个压制式干扰机的雷达探测区域进行检测，接收站n得到第l个脉冲重复周期的回波信号；S2、以第一个接收站为参考，对其他接收站的回波信号进行干扰对齐；S3、对回波信号进行脉冲压缩和非相参积累，得到积累后的接收信号；S4、根据积累后的接收信号，计算接收站n中的信号幅度比特征序列；S5、对各接收站的信号幅度比特征序列进行非相参积累，得到多站雷达系统幅度比特征序列Ξ(t)；S6、设第一个接收站的干噪比为γ1，系统检测虚警率为Pfa，利用Monte Carlo仿真实验对特征域目标检测门限进行离线学习，得到不同干噪比γ1下的目标检测门限κ(γ1)；S7、根据干扰样本估计得到第一个接收站中的干噪比γ1，查询得到目标检测门限κ(γ1)；S8、将多站雷达系统幅度比特征序列的每个时刻点的函数值与检测门限κ(γ1)进行比较，得到目标检测的输出结果，如果Ξ(t)

【技术特征摘要】
1.一种多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、假定多站雷达由单个发射站和N部接收站组成，对存在目标和一个压制式干扰机的雷达探测区域进行检测，接收站n得到第l个脉冲重复周期的回波信号；S2、以第一个接收站为参考，对其他接收站的回波信号进行干扰对齐；S3、对回波信号进行脉冲压缩和非相参积累，得到积累后的接收信号；S4、根据积累后的接收信号，计算接收站n中的信号幅度比特征序列；S5、对各接收站的信号幅度比特征序列进行非相参积累，得到多站雷达系统幅度比特征序列Ξ(t)；S6、设第一个接收站的干噪比为γ1，系统检测虚警率为Pfa，利用MonteCarlo仿真实验对特征域目标检测门限进行离线学习，得到不同干噪比γ1下的目标检测门限κ(γ1)；S7、根据干扰样本估计得到第一个接收站中的干噪比γ1，查询得到目标检测门限κ(γ1)；S8、将多站雷达系统幅度比特征序列的每个时刻点的函数值与检测门限κ(γ1)进行比较，得到目标检测的输出结果，如果Ξ(t)<κ(γ1)，表示无目标，如果Ξ(t)>κ(γ1)，表示有目标。2.根据权利要求1所述的多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，其特征在于：S1中所述接收站n得到第l个脉冲重复周期的回波信号为rn(t,l)，0≤t≤T，其中，T是一个脉冲重复周期的时间长度，l＝1,2,...,L，L为脉冲重复周期的个数。3.根据权利要求2所述的多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：S21、利用互相关函数估计得到接收站n中的干扰信号时延量τ1n，n＝2,3,...,N，其中，(·)*表示取共轭，表示卷积；S22、根据接收站n中的干扰信号时延量τ1n，得到回波信号rn(t,l)时间对齐后的接收信号为rn(t-τ1n,l)。4.根据权利要求3所述的多站雷达抑制主瓣压制式干扰的方法，其特征在于，S3具体包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵珊珊，刘子威，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32