基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法技术

本发明专利技术提出了一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法，能够有效抑制干扰信号的同时增强目标能量，提高了目标的检测性能，且不涉及复杂的优化算法，计算复杂度低。本发明专利技术首先利用时频分析的方法来估计干扰参数，在此基础上重构时域信号并设计失配滤波器，最后通过失配滤波处理实现对切片转发干扰的有效抑制。本发明专利技术可在有效抑制干扰信号的同时增强目标能量，提高了目标的检测性能，且不涉及复杂的优化算法，计算复杂度低。计算复杂度低。计算复杂度低。

【技术实现步骤摘要】
基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法


[0001]本专利技术涉及雷达电子反对抗
，具体涉及一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]自雷达诞生以来，电子对抗措施(ECM)和电子反对抗技术(ECCM)在相互竞争中迅速发展。传统的压制式干扰可以提高雷达接收机的背景噪声水平，从而遮掩真实的目标回波，但要求干扰机具备较高的发射功率。而数字射频存储(DRFM)技术的发展使得欺骗式干扰成为了可能，采用DRFM技术的切片转发干扰可间歇性地截获雷达发射信号，然后按照相应的干扰策略进行转发，兼具欺骗和压制的干扰效果，且工程应用中易实施，现已被广泛用于ECM中。
[0003]随着切片转发干扰技术的发展，国内外许多学者在空域、时频域和波形域对干扰抑制方法开展了大量研究。经典的空域方法往往根据目标和干扰机之间的角度差异来对抗干扰，然而空域方法不能有效地抑制主瓣干扰。2019年，陈健等人基于切片转发干扰的时域不连续性，提取无干扰信号片段设计带通滤波器，以抑制切片转发干扰。然而，该方法在低信噪比(SNR)和高干扰占空比的条件下性能表现不佳。2017年，周超等人通过估计干扰参数，重建并对消干扰信号，然而该方法的性能很大程度上取决于干扰参数估计精度，即使是干扰的幅度参数。同年，周超等人提出优化雷达发射波形，使干扰信号与目标回波正交，从而实现对切片转发干扰的抑制。为了进一步提高抗干扰性能，2020年，周凯等人提出了发射波形和失配滤波器(MMF)的联合设计算法。相对于仅设计发射波形，联合设计方法具有更高的自由度，从而能够获得更好的干扰抑制效果。但上述波形设计方法均涉及到复杂的优化算法，计算复杂度较高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法，能够有效抑制干扰信号的同时增强目标能量，提高了目标的检测性能，且不涉及复杂的优化算法，计算复杂度低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法，其特征在于，利用时频分析的方法估计干扰参数，在此基础上重构时域信号并设计失配滤波器，最后通过失配滤波处理实现对切片转发干扰的有效抑制。
[0007]其中，具体实现方式为：
[0008]步骤一、接收一个含切片转发干扰的雷达回波；
[0009]步骤二、利用STFT对雷达接收回波进行时频分析，分别得到在ISDJ、ISRJ和ISCJ存在条件下的雷达回波时频图；通过提取雷达回波的时频分布特征实现对干扰参数的估计；
[0010]步骤三、在干扰参数估计准确的情况下重构时域信号，根据重构时域信号设计失
配滤波器；
[0011]步骤四、利用失配滤波器进行失配滤波处理，将雷达回波脉压结果作为干扰抑制后结果输出。
[0012]其中，所述步骤三中，将失配滤波器的设计构建为待解决的优化问题，采用迭代交替投影算法求解该优化问题。
[0013]其中，所述步骤三中，长度为N的重构信号x表示为其中s
t
为发射信号；s
j
为重构的干扰信号；(
·
)
T
表示转置操作；
[0014]所述优化问题为其中K为频域修正向量，Ω为假目标分布区域，r
MMF
为失配滤波输出，F
‑1为离散傅里叶反变换矩阵，
⊙
定义为哈达玛积，S
ref
为参考信号的频域表示，(
·
)
*
表示共轭操作；SNR gain为失配滤波输出的信噪比增益，ε为相应的容忍度。
[0015]其中，所述步骤二中，利用短时傅里叶变换提取雷达接收信号的时频分布特征。
[0016]有益效果：
[0017]1、本专利技术首先利用时频分析的方法来估计干扰参数，在此基础上重构时域信号并设计失配滤波器，最后通过失配滤波处理实现对切片转发干扰的有效抑制。本专利技术可在有效抑制干扰信号的同时增强目标能量，提高了目标的检测性能，且不涉及复杂的优化算法，计算复杂度低。
[0018]2、本专利技术通过特征降维和边缘检测的方法有效提取干扰信号的时频分布特征，从而实现干扰参数估计。
[0019]3、本专利技术采用迭代交替投影算法确保每次迭代都能抑制一个峰值假目标。通过多次迭代优化得到的K
opt
可以实现Ω中所有假目标的抑制。
附图说明
[0020]图1为本专利技术基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法流程图。
[0021]图2为本专利技术切片转发干扰的工作原理图。
[0022]图3为本专利技术仿真实例中的雷达回波时频图。
[0023]图4为本专利技术在ISDJ存在情况下的最优失配滤波系数示意图，(a)图和(b)图分别表示失配滤波系数的实部和虚部。
[0024]图5为本专利技术在ISRJ存在情况下的最优失配滤波系数示意图，(a)图和(b)图分别表示失配滤波系数的实部和虚部。
[0025]图6为本专利技术在ISCJ存在情况下的最优失配滤波系数示意图，(a)图和(b)图分别表示失配滤波系数的实部和虚部。
[0026]图7在ISDJ存在情况下利用本专利技术干扰抑制方法的雷达回波脉压结果示意图。
[0027]图8在ISRJ存在情况下利用本专利技术干扰抑制方法的雷达回波脉压结果示意图。
[0028]图9在ISCJ存在情况下利用本专利技术干扰抑制方法的雷达回波脉压结果示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0030]本专利技术给出了一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法，流程图如图1所示，假设雷达发射线性调频脉冲信号，本专利技术具体包括如下步骤：
[0031]步骤一、接收含切片转发干扰的雷达回波。雷达接收回波s
r
(t)可以表示为
[0032]s
r
(t)＝s
tar
(t)+s
j
(t)+n(t)(1)
[0033]其中s
tar
(t)为雷达目标信号，s
j
(t)为切片转发干扰信号，n(t)为高斯白噪声，t是时间轴。
[0034]步骤二、利用时频分析进行干扰参数估计。具体如下：
[0035]利用短时傅里叶变换(STFT)提取雷达接收信号的时频分布特征
[0036][0037]其中ω(
·
)表示STFT的窗函数。借助时频变换，可以清晰地观察到目标和干扰的时频能量分布特征。对于目标信号而言，在脉冲持续时间内其瞬时频率随时间连续变化；然而，干扰信号的瞬时频率具有时域不连续性。因此，通过特征降维和边缘检测的方法可有效提取干扰信号的时频分布特征，从而实现干扰参数估计。
[0038]步骤三、信号重构和失配滤波器设计。具体如下：
[0039]在干扰认知准确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于信号重构和失配滤波的切片转发干扰抑制方法，其特征在于，利用时频分析的方法估计干扰参数，在此基础上重构时域信号并设计失配滤波器，最后通过失配滤波处理实现对切片转发干扰的有效抑制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体实现方式为：步骤一、接收一个含切片转发干扰的雷达回波；步骤二、利用STFT对雷达接收回波进行时频分析，分别得到在ISDJ、ISRJ和ISCJ存在条件下的雷达回波时频图；通过提取雷达回波的时频分布特征实现对干扰参数的估计；步骤三、在干扰参数估计准确的情况下重构时域信号，根据重构时域信号设计失配滤波器；步骤四、利用失配滤波器进行失配滤波处理，将雷达回波脉压结果作为干扰抑制后结果输出。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，将失配滤波器的设计构建为待解决的优化问题，采用迭代交替投影算法求解该优化问题。4.如权利要求3所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振楠，田德智，任伟，王长杰，刘泉华，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：