基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法及装置制造方法及图纸

本公开涉及雷达探测技术领域，公开了一种基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法及装置，方法包括：对第k个发射波位的信号级回波数据，按发射站个数L、接收站个数N的预设数据排列累积规则进行数据累积；按第k个发射波位的信号级回波数据的累积方式，逐发射站、逐接收站、逐受干扰通道、逐脉冲进行主瓣干扰抑制处理；对主瓣干扰抑制处理后的第k个发射波位的信号级回波数据进行打包，完成第k个发射波位的信号级回波数据的抗干扰处理；重复上述步骤，直至完成所有发射波位、所有接收站的信号级回波数据的抗干扰处理。本公开解决了分布式雷达系统抗主瓣干扰问题，可适用于任意压制干扰类型，干扰抑制性能好，易于工程实现。易于工程实现。易于工程实现。

【技术实现步骤摘要】
基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法及装置


[0001]本公开涉及雷达探测
，特别涉及一种基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电磁环境的日益复杂，主瓣干扰成为当前探测系统面临的重要电磁干扰样式，因此，实现主瓣抗干扰处理是确保协同探测系统正常工作的重要前提。
[0003]目前，雷达主动抗干扰的手段主要有：低副瓣天线技术、频率捷变技术、波形捷变技术等。雷达被动抗干扰的手段主要有：自适应数字波束形成技术、旁瓣对消技术、旁瓣匿影技术、基于盲源分离的干扰抑制技术等。
[0004]然而，上述抗干扰技术手段应用于抗主瓣干扰时，具有以下缺点：
[0005]1、现有雷达抗干扰方法对旁瓣干扰抑制非常有效，而对主瓣干扰的抑制能力非常弱，传统的对抗方法如自适应波束形成、极化信号处理，都会不同程度导致主瓣严重畸变、目标响应显著降低等问题。
[0006]2、现有雷达抗主瓣干扰方法，主要是通过增大雷达天线的孔径来提高雷达接收天线的分辨率，实现抗有源主瓣干扰，但是，该方法较难工程实现。
[0007]3、现有的基于盲源分离的抗干扰方法，主要应用于单站雷达抗干扰，对于分布式组网雷达，目前仅有少量文献研究分布式雷达的抗主瓣干扰技术，还未有将盲源分离技术应用于分布式雷达抗主瓣干扰的工程应用实例。

技术实现思路

[0008]本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法及装置。
[0009]本公开的一个方面，提供了一种基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法，所述方法包括：
[0010]对第k个发射波位的信号级回波数据，按照发射站个数L、接收站个数N的预设数据排列累积规则进行数据累积，其中，k＝1、2、
…
、K，K、L、N均为正整数，K为发射波位的个数；
[0011]按照所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的累积方式，逐发射站、逐接收站、逐受干扰通道、逐脉冲进行主瓣干扰抑制处理；
[0012]对主瓣干扰抑制处理后的所述第k个发射波位的所述信号级回波数据进行打包，完成所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的抗干扰处理；
[0013]重复上述步骤，直至完成所有发射波位、所有接收站的信号级回波数据的抗干扰处理。
[0014]可选的，所述按照所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的累积方式，逐发射站、逐接收站、逐受干扰通道、逐脉冲进行主瓣干扰抑制处理，包括：
[0015]回波数据参数解析：从回波参数头解析出当前脉冲回波数据的参数，所述参数包
括带宽、脉组数、每脉组的脉冲个数、距离单元数、脉冲周期时间；
[0016]干扰数据对齐：依次以第i个接收站的回波数据作为参考数据，利用相关法对其余各接收站的回波数据进行两两对齐，获得干扰对齐后的回波数据，其中，i＝1、2、
…
、N；
[0017]盲源分离：逐脉冲进行盲源分离，每个脉冲利用当前的参考数据与其余接收站的回波数据两两进行盲源分离，获得分离的干扰信号和目标回波信号；
[0018]对分离后的信号进行目标判别：以脉冲压缩矩阵构造滤波器，判别盲源分离后的目标回波信号；
[0019]镜像目标协同判别与剔除：通过多站回波脉冲压缩后的峰值点位置，协同判别真实目标位置和镜像目标位置，通过带通滤波器剔除镜像目标位置；
[0020]信号幅度恢复：按照处理过程中的幅度变化，计算幅度恢复系数，对干扰抑制后的信号级回波数据进行幅度恢复，获得无干扰的信号级回波数据。
[0021]可选的，所述干扰数据对齐的步骤具体包括：
[0022]信号长度处理：依次以第i个接收站的回波数据作为参考数据r
i
(t)，其余接收站的回波数据作为待对齐数据r
j
(t)，j＝1、2、
…
、N且j≠i，当参考数据r
i
(t)与待对齐数据r
j
(t)长度不同时，按照最短长度进行数据截取，使得参考数据r
i
(t)与待对齐数据r
j
(t)长度一致；
[0023]计算互相关函数，实现时差估计：参考数据r
i
(t)和待对齐数据r
j
(t)的互相关函数表示为：
[0024]R
ij
(τ)＝E{r
i
(t)r
j
(t
‑
τ)}≈β
i
β
j
R
j
(τ
‑
(τ
Ji
‑
τ
Jj
))，
[0025]其中，τ表示时延，E{
·
}表示均值操作，R
j
(τ)为干扰信号的自相关函数，β
i
表示第i个接收站的干扰回波信号幅度，β
j
表示除第i个接收站外其余接收站的干扰回波信号幅度，τ
Ji
表示干扰目标到第i个接收站的时延，τ
Jj
表示干扰目标到除第i个接收站外其余接收站的时延；
[0026]计算互相关函数R
ij
(τ)的最大值，所述最大值所对应的时延τ为干扰相对时延估计，根据此时的时延τ对待对齐数据r
j
(t)进行时延补偿，使得各接收站中的回波数据两两对齐，获得干扰对齐后的回波数据r
j
′
(t)。
[0027]可选的，所述盲源分离的步骤具体包括：
[0028]白化：设干扰数据对齐后的接收信号矢量为r(t)＝[r
i
′
(t),r
j
′
(t)]T
，其中，r
i
′
(t)为参考数据r
i
(t)干扰对齐后的回波数据，[
·
]T
表示对矩阵或向量的转置，估计接收信号矢量r(t)的协方差矩阵为：C
r
＝E{r(t)r
H
(t)}，其中，H表示共轭转置操作，对C
r
进行特征值分解C
r
＝UΛU
H
，其中，U为特征矩阵，Λ为对角矩阵，得到白化矩阵得到白化信号z(t)＝Wr(t)；
[0029]计算白化信号的四阶循环累积量Q；
[0030]计算Q前两个最大特征值对应的累积量矩阵M
n
，n＝1,2；
[0031]对M
n
进行近似联合对角化：优化以下代价函数：其中，off(
·
)表示矩阵非对角元素模平方之和，V表示酉矩阵；根据酉变换的保范性，将代价函数ζ进一步转换为：ζ＝maxv(c,s)
T
Pv(c,s)，其中，v是中间代价函数，c、s均为代价函数
的参数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于盲源分离的分布式雷达协同抗主瓣干扰方法，其特征在于，所述方法包括：对第k个发射波位的信号级回波数据，按照发射站个数L、接收站个数N的预设数据排列累积规则进行数据累积，其中，k＝1、2、
…
、K，K、L、N均为正整数，K为发射波位的个数；按照所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的累积方式，逐发射站、逐接收站、逐受干扰通道、逐脉冲进行主瓣干扰抑制处理；对主瓣干扰抑制处理后的所述第k个发射波位的所述信号级回波数据进行打包，完成所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的抗干扰处理；重复上述步骤，直至完成所有发射波位、所有接收站的信号级回波数据的抗干扰处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述第k个发射波位的所述信号级回波数据的累积方式，逐发射站、逐接收站、逐受干扰通道、逐脉冲进行主瓣干扰抑制处理，包括：回波数据参数解析：从回波参数头解析出当前脉冲回波数据的参数，所述参数包括带宽、脉组数、每脉组的脉冲个数、距离单元数、脉冲周期时间；干扰数据对齐：依次以第i个接收站的回波数据作为参考数据，利用相关法对其余各接收站的回波数据进行两两对齐，获得干扰对齐后的回波数据，其中，i＝1、2、
…
、N；盲源分离：逐脉冲进行盲源分离，每个脉冲利用当前的参考数据与其余接收站的回波数据两两进行盲源分离，获得分离的干扰信号和目标回波信号；对分离后的信号进行目标判别：以脉冲压缩矩阵构造滤波器，判别盲源分离后的目标回波信号；镜像目标协同判别与剔除：通过多站回波脉冲压缩后的峰值点位置，协同判别真实目标位置和镜像目标位置，通过带通滤波器剔除镜像目标位置；信号幅度恢复：按照处理过程中的幅度变化，计算幅度恢复系数，对干扰抑制后的信号级回波数据进行幅度恢复，获得无干扰的信号级回波数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干扰数据对齐的步骤具体包括：信号长度处理：依次以第i个接收站的回波数据作为参考数据r
i
(t)，其余接收站的回波数据作为待对齐数据r
j
(t)，j＝1、2、
…
、N且j≠i，当参考数据r
i
(t)与待对齐数据r
j
(t)长度不同时，按照最短长度进行数据截取，使得参考数据r
i
(t)与待对齐数据r
j
(t)长度一致；计算互相关函数，实现时差估计：参考数据r
i
(t)和待对齐数据r
j
(t)的互相关函数表示为：R
ij
(τ)＝E{r
i
(t)r
j
(t
‑
τ)}≈β
i
β
j
R
j
(τ
‑
(τ
Ji
‑
τ
Jj
))，其中，τ表示时延，E{
·
}表示均值操作，R
j
(τ)为干扰信号的自相关函数，β
i
表示第i个接收站的干扰回波信号幅度，β
j
表示除第i个接收站外其余接收站的干扰回波信号幅度，τ
Ji
表示干扰目标到第i个接收站的时延，τ
Jj
表示干扰目标到除第i个接收站外其余接收站的时延；计算互相关函数R
ij
(τ)的最大值，所述最大值所对应的时延τ为干扰相对时延估计，根据此时的时延τ对待对齐数据r
j
(t)进行时延补偿，使得各接收站中的回波数据两两对齐，获得干扰对齐后的回波数据r
j
′
(t)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述盲源分离的步骤具体包括：白化：设干扰数据对齐后的接收信号矢量为r(t)＝[r
i
′
(t),r
j
′
(t)]
T
，其中，r
i
′
(t)为参
考数据r
i
(t)干扰对齐后的回波数据，[
·
]
T
表示对矩阵或向量的转置，估计接收信号矢量r(t)的协方差矩阵为：C
r
＝E{r(t)r
H
(t)}，其中，H表示共轭转置操作，对C
r
进行特征值分解C
r
＝UΛU
H
，其中，U为特征矩阵，Λ为对角矩阵，得到白化矩阵得到白化信号z(t)＝Wr(t)；计算白化信号的四阶循环累积量Q；计算Q前两个最大特征值对应的累积量矩阵M
n
，n＝1,2；对M
n
进行近似联合对角化：优化以下代价函数：其中，off(
·
)表示矩阵非对角元素模平方之和，V...

【专利技术属性】
技术研发人员：江冕，武艳伟，刘光宏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：