一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于通信技术与信号处理技术领域，公开了一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统，首先通过带通滤波器分离参考信道中的直达波信号，并对监测通道中信号进行直达波干扰和多径干扰的抑制，获得较为纯净的回波信号；然后对天线输出信号进行线性正则变换，并构造出基于线性正则变换的互模糊函数进行时延以及多普勒频移的估计；再根据接收站，目标，辐射源之间的空间几何关系将时延和多普勒转化为目标到接收站的距离和目标径向速度；最后选择合适的算法对不同辐射源的距离估计结果进行融合，并利用不同的径向速度合成目标的速度。当低信噪比时，本发明专利技术方法是有效可行的。

【技术实现步骤摘要】
一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统
本专利技术属于通信技术与信号处理
，尤其涉及一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法、系统、介质、通信信号处理系统。
技术介绍
目前，利用TDOA与DOA联合对目标进行探测。构建互模糊函数，通过改变直达波信号的时延和频移来估计出不同辐射源回波信号的时延和多普勒频移，再结合二维DOA估计的结果可以分别求出目标的位置和径向速度。之后对不同辐射源的定位结果选择合适的融合算法进行数据融合，即实现对目标的定位。但受外辐射源信号的特性影响，可能由于速度分辨力或者距离分辨力不足，导致定位结果精确度不是很高。针对基于外辐射源的目标探测问题，国内外学者已经做出了初步的探索，多种外辐射源已经被应用于目标探测领域，MariaS等人利用了模糊函数(AF)和CRLB之间的关系，讨论计算双基地雷达信道的Cramer-Rao下界(CRLBs)的问题(MariaS.Greco，PietroStinco，FulvioGini，AlfonsoFarina.Cramer-RaoBoundsandSelection本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统，其特征在于，所述多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法首先通过带通滤波器分离参考信道中的直达波信号，并对监测通道中信号进行直达波干扰和多径干扰的抑制，获得较为纯净的回波信号；然后对天线输出信号进行线性正则变换，并构造出基于线性正则变换的互模糊函数进行时延以及多普勒频移的估计；再根据接收站，目标，辐射源之间的空间几何关系将时延和多普勒转化为目标到接收站的距离和目标径向速度；最后选择合适的算法对不同辐射源的距离估计结果进行融合，并利用不同的径向速度合成目标的速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统，其特征在于，所述多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法首先通过带通滤波器分离参考信道中的直达波信号，并对监测通道中信号进行直达波干扰和多径干扰的抑制，获得较为纯净的回波信号；然后对天线输出信号进行线性正则变换，并构造出基于线性正则变换的互模糊函数进行时延以及多普勒频移的估计；再根据接收站，目标，辐射源之间的空间几何关系将时延和多普勒转化为目标到接收站的距离和目标径向速度；最后选择合适的算法对不同辐射源的距离估计结果进行融合，并利用不同的径向速度合成目标的速度。


2.如权利要求1所述的多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法，其特征在于，所述目标被动协同探测方法包括：
步骤一，设计带通滤波器对参考通道的直达波进行分离，并对监测通道中信号进行直达波干扰和多径干扰的抑制；
步骤二，对直达波信号和回波信号进行线性正则变换，并构造基于线性正则比那换的互模糊函数估计回波信号相对于直达波信号的时延和频移；
步骤三，根据目标，辐射源，接收站之间的空间几何关系，将估计得到的时延和多普勒参数转化为目标到接收站的距离和径向速度；
步骤四，选择合适的数据融合算法将不同辐射源对距离的估计结果进行融合，并利用不同的径向速度合成目标的速度，从而实现对目标的被动探测。


3.如权利要求2所述的多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法，其特征在于，所接收站有两个接收通道，监测通道用于接收回波信号，参考通道用于接收直达波信道，参考的直达波利用带通滤波器直接分离，分离之后，参考通道中第i个辐射源信号的直达波信号xi(t)表示为：
xi(t)＝bisi(t)+n(t)；
其中，si(t)表示第i个辐射源信号的直达波，n(t)是零均值高斯信号，代表空间中的其它噪声信号；
监测通道中的回波信号xt(t)表示为：



其中，M表示异构外辐射源的个数，si(t-τi)为不同辐射源信号的回波信号，τi是第i个辐射源回波信号相对于直达波信号的时延，fdi为回波信号相对应直达波的多普勒频移，ai表示第i个辐射源回波信号的幅度；si(t)是不同的直达波信号，di为参考通道中的不同直达波信号的幅度；表示回波信号中的多径信号成分，H为监测通道中多径信道的径数，mij为第i个辐射源的直达波信号的第j个路径信号的幅度，τij为第i个卫星的直达波信号的第j个路径信号相对于直达波的时延，v(t)表示零均值高斯噪声；
对监测通道中的直达波和多径信号采用自适应波束形成方法进行抑制，具体步骤如下：
采用线性约束最小方差(LCMV)算法对外辐射源发射的直达波方向进行约束：



其中，ω表示加权系数，Rxx表示回波通道接收信号的协方差矩阵，C＝[α(θ0)α(θ1)…α(θM)],f＝[10…0]，其中α(θ0)为期望信号方向导向矢量，α(θ1)…α(θM)为M个外辐射源的方位导向矢量，(·)H表示共轭转置，求解得到：



应对多径干扰，采用宽零陷方法在多径干扰方向区域产生零陷来抑制，宽零陷的波束合成问题表示为：



其中，ω0表示常规的波束系数，ξ表示零陷宽度，Q是一个M×M维的Hermitian矩阵，Q被表示为：



其中，α(θ)表示导向矢量，θk为干扰方向，Δθk是干扰方向θk处形成的零陷宽度，k＝1,2,…,K，K表示零陷数量；
对代价函数求解求得宽零陷加权矢量：
ω＝(I-DDH)ω0；
其中，Ei表示特征值λi对应的特征向量。
用ωopt代替ω0，得到：



通过改变C中的导向矢量α(θ0)来控制波束指向，对直达波以及多径干扰进行抑制的同时实现目标的测向；当回波中的直达波和多径已经被抑制后，回波通道接收的信号模型表示为：





4.如权利要求2所述的多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法，其特征在于，对f(t)做线性正则变换表示为：



其中，参数a，b，c，d满足ad-bc＝1，通过线性正则变换将信号从时域变换到了并不具备物理定义的数字域u域；
自由参数矩阵分解得：



等价于对做三次线性正则变换，自由参数取值如上式等式右边矩阵所示，根据线性正则变换的叠加可得：



根据模糊函数的卷积特性和乘积特性，基于线性正则变换的模糊函数与模糊函数之间的关系表示为：



其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明骞，仪飞，宫丰奎，葛建华，
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