一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法及系统，将灵巧干扰解析为压制性分量和欺骗性分量，使用基于空间投影技术对灵巧干扰欺骗性分量进行抑制，在角度‑速度‑距离三维参数空间内实现了对目标的有效检测，同时将OFDM波形与MIMO雷达优势相结合，有效降低了MIMO雷达信号处理的计算量和所需训练样本数，这为机载MIMO雷达多维信号处理技术的进一步研究和工程应用提供了理论基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达
，特别涉及一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法及系统。
技术介绍
灵巧干扰是电子干扰的一种，具体是用特殊方式调制的一种噪声干扰。它对被干扰雷达产生的影响介于欺骗和压制之间，而不是简单的遮盖或屏蔽。基于数字射频存储(DRFM)的灵巧干扰技术能够在一定条件下长时间、较精确、较完整地录取和保存雷达的当前工作波形，在需要干扰的时候，复制和再现保存的雷达波形，并根据干扰任务的需要自适应地改变干扰信号的样式和参数，对其加以各种欺骗、遮盖干扰的复合调制，在时间、空间、频率、极化等多维信息域内对雷达实施最佳干扰。特别的，当灵巧干扰从机载雷达的主瓣进入时，雷达将接收到在空域、时域和频域三域都高度逼真的密集的假目标信号，且由于干扰信号与目标信号是相干的，干扰中的每一个分量都可以获得雷达接收机的匹配滤波增益，从而使目标回波信号的功率与干扰信号的功率比可能很小，即目标回波被强干扰所淹没，严重影响目标信号的检测及目标参数的估计。在这种情况下，干扰机与目标位于同一角度，由于传统MIMO(多输入多输出)雷达发射频率和接收频率均是角度依赖的这一局限性，难以具备有效的系统自由度区分目标信号和虚假目标，即使采用先进的STAP(空时自适应处理)算法也无法解决这一问题。当干扰信号进入雷达天线主瓣时，雷达的检测性能将明显下降。常见的干扰抑制方法主要有以下3种：(1)自适应波束形成；(2)天线极化特性；(3)干扰相 消。这些方法虽然有一定改善效果，但不同程度会造成主瓣畸变与有用信号被抑制等问题。现有技术中提出了对角加载法、采样协方差矩阵求逆法以及阻塞矩阵预处理法，这些方法解决了主瓣畸变问题，但同时也产生了计算量增大、信噪比降低、性能不稳定等新问题。传统相控阵雷达难以抑制主瓣内灵巧干扰的根本原因在于没有有效的系统自由度区分目标信号和虚假目标。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法及系统，用以解决现有技术中存在的问题。一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法，其特征在于，包括：在发射-接收平面上构造杂波信号的子空间，该杂波信号的子空间中包括杂波信号和目标信号，利用子空间投影技术将所述杂波信号的子空间中的杂波信号和目标信号进行抑制，获得抑制后的信号；利用二阶统计特性估计灵巧干扰信号的欺骗性分量的距离和角度参数，获得距离和角度的估计值；利用所述距离和角度的估计值，在发射-接收平面上构造灵巧干扰信号的欺骗性分量的第一子空间；根据所述欺骗性分量的第一子空间在发射-接收-时间三维空间中构造欺骗性分量的第二子空间，并根据所述欺骗性分量的第二子空间对所述抑制后的信号进行预处理，获得预处理后的信号；根据所述预处理后的信号，利用杂波信号和灵巧干扰信号的压制性分量的距离不依赖性，估计协方差矩阵；根据所述协方差矩阵以及最小方差无失真响应准则确定波束形成器；解波束形成器，获得相应的解。优选地，步骤“在发射-接收平面上构造杂波信号的子空间”中构造的所述杂波信号的子空间为： Π T R , c l u = Σ i = 1 M + N - 1 [ a T ( 0 , θ i ) ⊗ a R ( θ i ) ] [ a T ( 0 , θ i ) ⊗ a R ( θ i ) ] H - - - ( 1 ) ; ]]>式(1)中，ПTR，clu为所述杂波信号的子空间，M为接收天线的个数，N为发射天线的个数，aT(0，θi)为发射导向矢量，θi为目标角度，aR(θi)为接收导向矢量；目标信号位于式(1)所示的子空间中，因此利用子空间投影技术获得的抑制后的信号为：式(2)中，为接收快拍数据的投影，IMN为M×N维的单位阵，X为接收快拍数据。优选地，步骤“利用所述距离和角度参数的估计值，在发射-接收平面上构造灵巧干扰信号的欺骗性分量的第一子空间”中构造的所述欺骗性分量的第一子空间为：式(3)中，ПTR，dec(r)为所述欺骗性分量的第一子空间，P为假目标产生器的个数，为发射导向矢量，为估计得到的第p个假目标产生器的距离，r为目标真实距离，为估计得到的第p个假目标产生器的角度，aR(θp)为接收导向矢量，θp为第p个假目标产生器的真实角度。优选地，步骤“根据所述欺骗性分量的第一子空间在发射-接收-时间三维空间中构造欺骗性分量的第二子空间，并根据所述欺骗性分量的第二子空间对所述抑制后的信号进行预处理，获得预处理后的信号”中构造的所述欺骗性分量的第二子空间为： Π d e c ( r ) = Π T R , d e c ( r ) ⊗ I K - - - ( 4 ) ; ]]>式(4)中，Пdec(r)为所述欺骗性分量的第二子空间，IK为K维的单位阵；所述预处理后的信号为：式(5)中，为预处理后的接收快拍数据，IMNK为M×N×K的单位阵，为 的列向量。优选地，步骤“根据所述预处理后的信号，利用杂波信号和灵巧干扰信号的压制性分量的距离不依赖性，估计协方差矩阵”中估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法，其特征在于，包括：在发射‑接收平面上构造杂波信号的子空间，该杂波信号的子空间中包括杂波信号和目标信号，利用子空间投影技术将所述杂波信号的子空间中的杂波信号和目标信号进行抑制，获得抑制后的信号；利用二阶统计特性估计灵巧干扰信号的欺骗性分量的距离和角度参数，获得距离和角度参数的估计值；利用所述距离和角度参数的估计值，在发射‑接收平面上构造灵巧干扰信号的欺骗性分量的第一子空间；根据所述欺骗性分量的第一子空间在发射‑接收‑时间三维空间中构造欺骗性分量的第二子空间，并根据所述欺骗性分量的第二子空间对所述抑制后的信号进行预处理，获得预处理后的信号；根据所述预处理后的信号，利用杂波信号和灵巧干扰信号的压制性分量的距离不依赖性，估计协方差矩阵；根据所述协方差矩阵以及最小方差无失真响应准则确定波束形成器；解波束形成器，获得相应的解。

【技术特征摘要】
1.一种机载多输入多输出雷达主瓣灵巧干扰抑制方法，其特征在于，包括：在发射-接收平面上构造杂波信号的子空间，该杂波信号的子空间中包括杂波信号和目标信号，利用子空间投影技术将所述杂波信号的子空间中的杂波信号和目标信号进行抑制，获得抑制后的信号；利用二阶统计特性估计灵巧干扰信号的欺骗性分量的距离和角度参数，获得距离和角度参数的估计值；利用所述距离和角度参数的估计值，在发射-接收平面上构造灵巧干扰信号的欺骗性分量的第一子空间；根据所述欺骗性分量的第一子空间在发射-接收-时间三维空间中构造欺骗性分量的第二子空间，并根据所述欺骗性分量的第二子空间对所述抑制后的信号进行预处理，获得预处理后的信号；根据所述预处理后的信号，利用杂波信号和灵巧干扰信号的压制性分量的距离不依赖性，估计协方差矩阵；根据所述协方差矩阵以及最小方差无失真响应准则确定波束形成器；解波束形成器，获得相应的解。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤“在发射-接收平面上构造杂波信号的子空间”中构造的所述杂波信号的子空间为： Π T R , c l u = Σ i = 1 M + N - 1 [ a T ( 0 , θ i ) ⊗ a R ( θ i ) ] [ a T ( 0 , θ i ) ⊗ a R ( θ i ) ] H - - - ( 1 ) ; ]]>式(1)中，ΠTR，clu为所述杂波信号的子空间，M为接收天线的个数，N为发射天线的个数，aT(0，θi)为发射导向矢量，θi为目标角度，aR(θi)为接收导向矢量；目标信号位于式(1)所示的子空间中，因此利用子空间投影技术获得的抑制后的信号为：式(2)中，为接收快拍数据的投影，IMN为M×N维的单位阵，X为接收快拍数据。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤“利用所述距离和角度参数的估计值，在发射-接收平面上构造灵巧干扰信号的欺骗性分量的第一子空间”中构造的所述欺骗性分量的第一子空间为：式(3)中，ΠTR，dec(r)为所述欺骗性分量的第一子空间，P为假目标产生器的个数，为发射导向矢量，为估计得到的第p个假目标产生器的距离，r为目标真实距离，为估计得到的第p个假目标产生器的角度，aR(θp)为接收导向矢量，θp为第p个假目标产生器的真实角度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤“根据所述欺骗性分量的第一子空间在发射-接收-时间三维空间中构造欺骗性分量的第二子空间，并根据所述欺骗性分量的第二子空间对所述抑制后的信号进行预处理，获得预处理后的信号”中构造的所述欺骗性分量的第二子空间为： ...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫健，楼顺天，郭艺夺，张永顺，
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