基于陷波滤波处理的异步干扰抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其主要思路为：确定机载雷达，所述机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵；根据所述雷达原始回波数据矩阵，得到距离‑多普勒域数据矩阵；然后确定主瓣杂波；计算主瓣杂波的多普勒频率，并得到长度为R的列向量g；其中R为大于1的正整数；确定参考门限

【技术实现步骤摘要】
基于陷波滤波处理的异步干扰抑制方法
本专利技术属于雷达
，特别涉及一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，适用于机载雷达回波异步干扰抑制。
技术介绍
机载雷达以其独特的作战特点，被各国军方视为能够左右战场态势的战略性武器。干扰抑制性能是影响机载雷达能否正常检测的主要因素，因此，机载雷达干扰抑制技术受到了各国研究人员的重视。在雷达信号环境中，干扰总是存在的；常见的干扰主要可以分为欺骗式干扰、阻塞式干扰、点频(竖条纹)干扰和异步干扰四种；其中异步干扰(AsynchronousInterference)主要来自工业生产设备、通信设备、其他雷达等的电磁辐射，异步干扰的特点是以窄脉冲形式随机出现，而且幅度远大于噪声基底，因此，亦称为奇异值(SingularValue)；从本源上说，其本身应具有一定的周期性，但其出现的频率与雷达的工作步调不一致；因此，异步干扰在雷达接收机中出现的时间是不固定的，表现出很大的随机性。另一方面，异步干扰的幅度很大，远大于信号和噪声电平值，有时甚至会达到杂波水平；异步干扰在脉冲多普勒(PD,PulseDoppler)图中表现为在距离域具有一定宽度、多普勒域充满的横条纹；在雷达的信号检测中，由于其宽度与目标回波信号相似，因此通常会被检测为目标；在自动检测中，通常会采用点迹凝聚技术，以减少原始点迹的数量；而由于异步干扰的强度太强，如果在其附近有目标出现，则会由于点迹凝聚算法，使得异步干扰将出现在其邻域范围内的目标给遮盖掉，造成目标会在某些时刻出现莫名其妙的丢失或者出现错误(具体表现为雷达检测出奇异值)，从而影响雷达对目标的检测性能；另外，雷达常采用积累方式提高目标的发现概率，由于异步干扰信号的存在，会使积累后的各个通道的噪声基底显著提高，这又将降低目标的检测概率。异步干扰在某些频段(尤其是米波)、某些场合出现的概率很高，强度很大，而在另外一些环境则影响较小，甚至不出现；因此，必须在雷达信号处理中设计自适应的方法来处理异步干扰，在异步干扰出现时，对其进行抑制消除，在无异步干扰时，不进行抑制操作，以减少信号处理损失。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，该种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法能够自适应的抑制异步干扰，在异步干扰出现时，自适应地计算出相应的滤波权系数对其进行消除，在无异步干扰时，不进行抑制操作，以减少信号处理损失。实现本专利技术目的主要思路：利用雷达原始数据矩阵在进行脉冲压缩之前，异步干扰在脉冲维进行加窗傅里叶变换后表现为单个或几个距离门的一条细线的特点，计算自适应陷波滤波权系数对其进行抑制。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。一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，包括以下步骤：步骤1，确定机载雷达，所述机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵；根据所述雷达原始回波数据矩阵，得到距离-多普勒域数据矩阵；然后确定主瓣杂波；步骤2，计算主瓣杂波的多普勒频率，并根据所述距离-多普勒域数据矩阵，得到长度为R的列向量g；其中R为大于1的正整数；步骤3，根据长度为R的列向量g，确定参考门限步骤4，根据所述参考门限和所述长度为R的列向量，得到修改处理后的结果gpro；步骤5，根据修改处理后的结果gpro和参考门限得到归一化后的功率和向量G；步骤6，根据归一化后的功率和向量G，得到陷波滤波权系数向量F；步骤7，使用陷波滤波权系数向量F对所述雷达原始回波数据矩阵进行滑窗处理，得到滑窗处理后的结果，所述滑窗处理后的结果即为基于限波滤波处理的异步干扰抑制结果。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：第一，本专利技术能够自适应地抑制不同距离和频率的异步干扰，再不存在异步干扰的数据进行处理时自适应滤波权系数全为1，以确保不会对信号数据造成处理损失。第二，现有的异步干扰抑制方法采用两脉冲延时对消，对消结果取模并延时一帧；FAR处理及距离杂波图的建立与更新；检测过门限值，记录其距离单元位置，并填入一过门限表；考查过门限表格，确定奇异值位置；将异步干扰处信号用邻近信号插值替换的方法，计算过程复杂，耗时长；本专利技术的方法通过自适应权直接对原始数据进行划窗处理，计算量少，过程简单，耗时较短。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是本专利技术的一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法流程图；图2是雷达原始回波数据矩阵的距离多普勒谱图；图3是雷达原始回波数据矩阵沿脉冲维进行加窗傅里叶变换后得到的结果示意图；图4是经过计算后得到的自适应权值图；图5是经过本专利技术抑制后再进行脉冲压缩和距离多普勒处理后得到的结果示意图。具体实施方式参照图1，为本专利技术的一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法流程图；其中所述基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，包括以下步骤：步骤1，确定机载雷达，所述机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R，雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R为阵元数N乘以脉冲数M'乘以距离门数R的数据块，且雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R是一个N×M'×R的三维矩阵，N表示机载雷达包括的阵元总个数，M'表示一个相干处理间隔(CPI,CoherentProcessingInterval)内机载雷达发射的脉冲总个数，R表示机载雷达对其检测范围进行划分后包括的距离门总个数，PRF表示脉冲重复频率，B表示机载雷达向其检测范围内发射信号的带宽。在不进行脉冲压缩处理的情况下直接对雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R沿脉冲维进行加切比雪夫窗的快速傅里叶变换(FFT)变换，得到快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil；该快速傅里叶变换(FFT)后的N×M×R的三维矩阵Bceil中每个阵元对应一个大小为R×M的二维矩阵，即有：Bceil＝[Bceil(1)Bceil(2)…Bceil(i)…Bceil(N)]其中，i＝1,2,…,N，Bceil(i)表示快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵，且快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵Bceil(i)包括R×M个数据，其表达式为：其中，b11(i)表示快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵Bceil(i)内第1个距离门、第1个多普勒通道处的数据，b1M(i)表示快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵Bceil(i)内第1个距离门、第M个多普勒通道处的数据，bR1(i)表示快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵Bceil(i)内第R个距离门、第1个多普勒通道处的数据，bRM(i)表示快速傅里叶变换(FFT)变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵Bceil(i)内第R个距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定机载雷达，所述机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵；根据所述雷达原始回波数据矩阵，得到距离‑多普勒域数据矩阵；然后确定主瓣杂波；步骤2，计算主瓣杂波的多普勒频率，并根据所述距离‑多普勒域数据矩阵，得到长度为R的列向量g；其中R为大于1的正整数；步骤3，根据长度为R的列向量g，确定参考门限

【技术特征摘要】
1.一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定机载雷达，所述机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵；根据所述雷达原始回波数据矩阵，得到距离-多普勒域数据矩阵；然后确定主瓣杂波；步骤2，计算主瓣杂波的多普勒频率，并根据所述距离-多普勒域数据矩阵，得到长度为R的列向量g；其中R为大于1的正整数；步骤3，根据长度为R的列向量g，确定参考门限步骤4，根据所述参考门限和所述长度为R的列向量，得到修改处理后的结果gpro；步骤5，根据修改处理后的结果gpro和参考门限得到归一化后的功率和向量G；步骤6，根据归一化后的功率和向量G，得到陷波滤波权系数向量F；步骤7，使用陷波滤波权系数向量F对所述雷达原始回波数据矩阵进行滑窗处理，得到滑窗处理后的结果，所述滑窗处理后的结果即为基于限波滤波处理的异步干扰抑制结果。2.如权利要求1所述的一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其特征在于，在步骤1中，所述雷达原始回波数据矩阵为BN×M'×R，且雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R是N×M'×R的三维矩阵，N表示机载雷达包括的阵元总个数，M'表示一个相干处理间隔内机载雷达发射的脉冲总个数，R表示机载雷达对其检测范围进行划分后包括的距离门总个数，PRF表示脉冲重复频率，B表示机载雷达向其检测范围内发射信号的带宽；所述距离-多普勒域数据矩阵，其得到过程为：对雷达原始回波数据矩阵BN×M'×R沿脉冲维进行加切比雪夫窗的快速傅里叶变换变换，得到快速傅里叶变换变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil，其表达式为：Bceil＝[Bceil(1)Bceil(2)…Bceil(i)…Bceil(N)]其中，i＝1,2,…,N，Bceil(i)表示快速傅里叶变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中第i个阵元对应的大小为R×M的二维矩阵；M表示距离-多普勒域数据矩阵BFFT包括的多普勒通道总个数，且与一个相干处理间隔内机载雷达发射的脉冲总个数M'取值相等；将该快速傅里叶变换后的N×M×R的三维矩阵Bceil中每个阵元对应一个大小为R×M的二维矩阵进行累加，进而得到变换后的频域数据块,记为距离-多普勒域数据矩阵BFFT，其计算表达式为：所述距离-多普勒域数据矩阵BFFT是一个R×M的二维矩阵，且距离-多普勒域数据矩阵BFFT中包括R×M个多普勒-脉冲频域数据。3.如权利要求1所述的一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其特征在于，在步骤1中，所述主瓣杂波，其确定过程为：将机载雷达向其检测范围内发射信号中的最大辐射波束定义为主瓣波束，将主瓣波束的照射方向定义为主波束指向，将主瓣波束照射到地面并经地面反射产生的回波信号定义为主瓣杂波。4.如权利要求2或3所述的一种基于限波滤波处理的异步干扰抑制方法，其特征在于，在步骤2中，所述主瓣杂波的多普勒频率为fd，其计算表达式为：其中，v为机载雷达载机的飞行速度，λ为机载雷达向其检测范围内发射信号的波长，φ0为主波束指向与机载雷达载机飞行速度方向的夹角；所述长度为R的列向量，其得到过程为：沿多普勒-脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彤，晁逸群，郑文文，刘程，
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