一种MR-FDA-MIMO雷达干扰抑制方法技术

本发明专利技术提供的一种MR

【技术实现步骤摘要】
一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法


[0001]本专利技术属于雷达探测
，具体涉及一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，战场中的电磁环境越来越复杂，电子干扰的种类与个数一直增加，尤其是主瓣欺骗式干扰，欺骗式干扰通过辐射类似于目标回波的电磁波，诱使雷达系统把虚假目标当成真目标来处理，影响其对真目标的参数估计与跟踪，对雷达的战场生存能力造成巨大威胁。
[0003]实际上，传统雷达缺乏有效的系统自由度来区分真目标和主瓣方向的虚假目标。因此如何对抗的欺骗式干扰，尤其是从雷达天线主瓣进入的有源欺骗式干扰，已成为一个亟待解决的课题。而频率分集阵列(FDA)雷达与传统的相控阵不同，FDA在阵元上采用了小的频率增量，可以增加距离维度上的自由度。为了充分利用距离维度信息，将FDA与多输入多输出(MIMO)技术相结合，有利于一直主瓣欺骗式干扰。一般情况下，主瓣欺骗干扰的抑制数从根本上受到雷达发射阵元数的限制。
[0004]现有技术利用FDA的距离维自由度，在发射空域频率域区分真目标与欺骗式干扰，同时提出一种基于直接数据域的稳健距离角度二维波束形成方法，该方法对欺骗式干扰通过距离角度二维匹配滤波，如此欺骗干扰在距离维的失配而被抑制，然而现有技术阵列雷达中，抑制干扰一般受阵元数的限制。同样，多输入多输出(MIMO)雷达的欺骗干扰抑制数也受其发射元件数的限制。

技术实现思路
r/>[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种MR
‑
FDA
‑
MIMO 雷达干扰抑制方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法包括：
[0007]步骤1：建立信号发射模型；
[0008]步骤2：利用发射阵元按照所述信号发射模型发射信号，获取接收阵元接收到的多次快拍数据；
[0009]其中，所述多次快拍数据包含真目标的快拍数据、不大于所述接收阵元个数的旁瓣压制式干扰以及大于所述发射阵元个数的主瓣欺骗式干扰；
[0010]步骤3：对所述快拍数据进行补偿，获得补偿后的快拍数据；
[0011]步骤4：利用广义旁瓣相消GSC方法，对补偿后的快拍数据在接收维度抑制旁瓣压制式干扰，获得旁瓣干扰抑制后的快拍数据；
[0012]步骤5：利用非自适应方法，对旁瓣干扰抑制后的快拍数据在等效发射维度抑制主瓣欺骗式干扰，获得真目标的虚拟快拍数据。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]本专利技术提供的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法，通过利用发射阵元按照信号
发射模型发射信号，获取接收阵元接收到的多次快拍数据；对所述快拍数据进行补偿，获得补偿后的快拍数据；利用广义旁瓣相消GSC方法，对补偿后的快拍数据在接收维度抑制旁瓣压制式干扰，获得旁瓣干扰抑制后的快拍数据；
[0015]利用非自适应方法，扩展了发射维度的虚拟自由度，对旁瓣干扰抑制后的快拍数据在接收维度抑制主瓣欺骗式干扰，获得真目标。本专利技术相比于现有技术相比现有的FDA
‑
MIMO雷达，本专利技术在发射阵元以及接收阵元有限的情况下，可以对高于发射阵元个数的欺骗干扰进行抑制，有效增加了抑制干扰的数目，提高频率分集阵列抑制干扰个数的能力。
[0016]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法的流程示意图；
[0018]图2为4个阵元的展示图；
[0019]图3为MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达目标和干扰功率谱图；
[0020]图4给出旁瓣干扰抑制结果图；
[0021]图5为300次蒙特卡洛测试后输出信噪比(SINR)与输入信噪比(SNR)的曲线图；
[0022]图6为对比了7阵元最小方差无失真响应(MVDR)、虚拟阵列自适应方法和虚拟阵列非自适应方法的多主瓣欺骗干扰抑制结果图；
[0023]图7为多重欺骗干扰情况下的信噪比曲线图；
[0024]图8为多个假目标情况下，7阵元最小方差无失真响应(MVDR)方法与虚拟阵列非自适应方法的信噪比损失性能对比图。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0026]如图1所示，本专利技术提供的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法包括：
[0027]步骤1：建立信号发射模型；
[0028]其中，信号发射模型为：
[0029][0030]其中，E是发射能量，M是发射阵元数，T
P
是脉冲宽度，f
m
＝f0+ΔfD
m
是第m个天线单元的载频，D
m
表示最小冗余阵的阵元所对应的位置，Δf＜＜f0，Φ是发射信号的包络，发射信号的包络满足 m
′
＝1,2,
…
M m≠m
′
，τ是时间延迟，m是第m个发射阵元，m
′
是第m
′
个发射阵元。
[0031]步骤2：利用发射阵元按照所述信号发射模型发射信号，获取接收阵元接收到的多次快拍数据；
[0032]其中，所述多次快拍数据包含真目标的快拍数据、不大于所述接收阵元个数的旁瓣压制式干扰以及大于所述发射阵元个数的主瓣欺骗式干扰；
[0033]对于远场中位于(R0,θ0)的单点源目标，第n个接收阵元接收到的回波可以表示为
[0034][0035]在窄带假设下，Φ
m
(t
‑
τ
m,n
)≈Φ
m
(t
‑
τ0)，β为点目标散射系数，τ
m,n
是第m 个天线发射、第n个阵元接收到的信号时延可以写为
[0036][0037]其中为d
R
接收阵元间距，τ0＝2R0/c为公共延迟时间，c为光速。
[0038]信号在接收机里进行下变频，匹配滤波。经过这三个信号处理流程后，接收的数据能够被表示成如下几部分：
[0039][0040]其中λ0＝c/f0是参考波长。
[0041]因此，MR
‑
FDA
‑
MIMO中接收到的真目标的快拍数据表示为
[0042][0043]其中，和分别是发射导向矢量和接收导向矢量，分别表示为
[0044][0045][0046]其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法，其特征在于，包括：步骤1：建立信号发射模型；步骤2：利用发射阵元按照所述信号发射模型发射信号，获取接收阵元接收到的多次快拍数据；其中，所述多次快拍数据包含真目标的快拍数据、不大于所述接收阵元个数的旁瓣压制式干扰以及大于所述发射阵元个数的主瓣欺骗式干扰；步骤3：对所述快拍数据进行补偿，获得补偿后的快拍数据；步骤4：利用广义旁瓣相消GSC方法，对补偿后的快拍数据在接收维度抑制旁瓣压制式干扰，获得旁瓣干扰抑制后的快拍数据；步骤5：利用非自适应方法，对旁瓣干扰抑制后的快拍数据在等效发射维度抑制主瓣欺骗式干扰，获得真目标的虚拟快拍数据。2.根据权利要求1所述的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤1中的所述信号发射模型为：其中，E是发射能量，M是发射阵元数，T
P
是脉冲宽度，f
m
＝f0+ΔfD
m
是第m个天线单元的载频，D
m
表示最小冗余阵的阵元所对应的位置，Δf＜＜f0，Φ是发射信号的包络，发射信号的包络满足m
′
＝1,2,
…
Mm≠m
′
，τ是时间延迟，m是第m个发射阵元，m
′
是第m
′
个发射阵元。3.根据权利要求2所述的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法，其特征在于，所述真目标的快拍数据表示为其中，和分别是发射和接收导向矢量，表示为表示为其中，y
MN
表示第M个发射阵元发射信号后第N个接收阵元接收到真目标的快拍数据，为距离导向矢量，为角度导向矢量，
⊙
表示哈达玛积，(R0,θ0)
表示位于远场中真目标的位置，c是光速，λ0＝c/f0是参考波长，d
R
为接收阵元间距，d为发射单元间距，通常为半波长，为复数集；真目标对应的发射频率和接收频率分别为真目标对应的发射频率和接收频率分别为所述旁瓣压制式干扰为其中，ξ
q
为均值为零均匀复高斯随机变量，其方差为E{
·
}为求数学期望运算；和分别表示相应类噪声的干扰发射导向矢量和接收导向矢量，由于干扰具有噪声统计特性和强迫性，n
T
满足零均值高斯噪声分布，即n
T
～CN(0,I
M
)；所述主瓣欺骗式干扰为其中，Q
′
是假目标个数，β
q
′
是第q
′
(q
′
＝1,2,...,Q
′
)个假目标的散射系数，τ
q
′
是第q
′
个假目标的延迟，τ
j
是双程时延，干扰机在远场中的位置为(R
j
,θ
j
)，所述步骤2中的所述快拍数据为x＝x
s
+x
J
+x
I
+x
n
其中，x
n
是均值为0，方差为σ2的高斯白噪声。4.根据权利要求3所述的一种MR
‑
FDA
‑
MIMO雷达干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤3中补偿后的快拍数据为其中，p表示假目标延迟脉冲数，为发射
‑
接收联合补偿矢量，是发射域的补偿矢量，r
a
为主值距离，补偿之后的真目标和假目标的发射频率分别为
其中，R
u

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，武志霞，许京伟，兰岚，李西敏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：