一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，本发明专利技术涉及基于正交子空间投影理论算法即扩展相消算法直达波抑制方法,本发明专利技术的目的是通过信道估计得到电离层信息实现直达波信号的准确重构，提升直达波的抑制效果。过程为：一：标准直达波信号重构及导频位置信息的提取；二：从回波中提取增益导频信息；三：利用三次样条插值进行信道估计得到电离层信息，再利用电离层信息实现直达波准确重构；四：采用扩展相消算法，利用重构得到的直达波信号作为参考信号，对监测通道中的回波信号进行直达波抑制。本发明专利技术用于高频外辐射源雷达信号处理领域。达信号处理领域。达信号处理领域。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法


[0001]本专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种改进的高频外辐射源雷达时域直达 波抑制方法。

技术介绍

[0002]高频外辐射源雷达是通过被动接收第三方外辐射源发射的电磁信号进行目 标探测的雷达系统，其工作在短波波段(HF，3
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30MHz)，波长为10
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100m。高频 外辐射源雷达综合了高频超视距雷达和外辐射源雷达的优点，具有探测距离远、 观测范围大、全天候、反隐身、隐蔽性强、抗干扰、低成本等优点，在军事领域 具有重要研究意义。日益普及的数字调幅广播信号由于工作频率低、低空覆盖性 能好等优点为外辐射源雷达研究提供了条件，并成为了研究热点。外辐射源雷达 包含参考通道和监测通道，参考通道的信号是指天线阵列的波束指向发射站即直 达波方向，监测通道信号是将波束指向目标方向。由于辐射源信号来源于第三方， 因此一方面发射信号内容及参数不可控，另一方面监测通道中有很强的直达波干 扰，导致目标检测困难。
[0003]DRM信号是在全球范围内使用的高频段数字广播，采用正交频分复用(OFDM) 调制技术。OFDM技术通过对若干正交子载波单独调制，使得频谱中的每个子载 波之间满足正交性。OFDM技术可以解决一些多径带来的问题，如符号串扰、频率 选择性衰弱、多普勒频率漂移等。采用DRM信号的外辐射源雷达，可以通过解调
ꢀ‑
重构对信号进行提纯得到重构参考信号。而对于监测通道中的直达波干扰则需 要进行直达波抑制处理。对此，有学者提出基于正交子空间投影理论算法即扩展 相消算法(Extensive Cancellation Algorithm，ECA)，其思想是把含有目标 回波的监测通道信号投影到一个正交于直达波子空间的子空间上，从而有效抑制 直达波。后人在此基础上提出了ECA
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B,通过分段计算降低子空间维度，减少了 存储空间消耗，加快了滤波器系数的更新，但ECA
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B算法具有明显的截断效应， 造成多普勒模糊。据此，有学者提出ECA
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S，采用滑窗分段的方法既保证了存储 空间消耗少又能实现并行化。还有学者在ECA基础上提出ECA
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C算法，采用时域 分载波处理方法，有效降低计算量的同时还适用于杂波扩展严重的情况。有许多 学者将ECA系列算法应用于直达波抑制处理，赵志欣.高频外辐射源雷达新体制 与信号处理若干关键技术研究[D].博士学位论文，2013：77
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93.使用了ECA系列 算法抑制外辐射源雷达直达波。张坚,万显荣,刘玉琪.外辐射源雷达滑窗扩展相 消算法并行实现[J].雷达科学与技术,2017,15(02):115
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119+125.使用ECA
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S算 法对外辐射源雷达直达波进行抑制。
[0004]ECA系列算法用于对消的参考信号通常是对监测通道中的回波信号进行解 调
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重构得到的纯净直达波，然而由于回波信号经过电离层，回波中包含的直达 波被电离层进行了幅度和相位调制，解调重构得到的纯净直达波并不包含电离层 调制信息，因此直接使用解调
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重构得到的纯净直达波进行直达波抑制时，抑制 效果并不好。本专利技术针对上述不足，提出了基于改进的ECA算法，利用三次样条 插值技术对解调重构的直达波加入电离层调制信息，大幅度提高了直达波抑制效 果。

技术实现思路

[0005]本专利技术所为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，目的在于提供了一种改进的 高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法,采用正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)调制方式的数字广播(Digital RadioMondiale，DRM)的高频外辐射源雷达(HF Passive Bistatic Radar,HFPBR)信 号处理领域，利用扩展相消算法(Extensive Cancellation Algorithm，ECA) 进行高频外辐射源雷达的直达波抑制。对使用其他信号类型进行探测的外辐射源 雷达的直达波抑制具有参考意义。
[0006]为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，所述方法包括：
[0008]S1：对DRM信号进行解调重构，得到标准直达波时域信号后进行傅里叶变换， 得到标准直达波信号每个符号的频谱，对频谱进行增益导频位置信息和增益导频 信息的提取，得到标准直达波信号的增益导频信息和增益导频位置信息；
[0009]S2：根据标准直达波信号每个符号的频谱，仿真生成电离层和含强直达波信 号的回波，并从含强直达波信号的回波中提取回波的增益导频信息；
[0010]S3：对回波中强直达波信号的增益导频信息进行三次样条插值进行信道估计， 得到电离层信息；再利用电离层信息对所述标准直达波信号每个符号的频谱进行 畸变，得到电离层调制的直达波信号；
[0011]S4：采用扩展相消算法，把得到的直达波信号作为参考信号，对仿真的回波 进行直达波抑制，得到抑制后的RD图。
[0012]进一步，所述步骤S1具体为：
[0013]S11：对DRM实测回波信号进行解调重构得到标准直达波时域信号S
sta
(n)；
[0014]S12：对S
sta
(n)每个符号进行傅里叶变换得到标准直达波信号每个符号的频 谱S
sta
(s,k)；
[0015]S13：根据协议中增益导频的排列方式提取标准直达波信号每个符号的频谱 S
sta
(s,k)中标准直达波信号的增益导频信息G
sta
(s,p)和增益导频位置信息。
[0016]进一步，所述步骤S2具体为：
[0017]S21：根据步骤S1得到的标准直达波信号每个符号的频谱S
sta
(s,k)，仿真生 成电离层频域信息I
sta
(s,k)；
[0018]S22：将S
sta
(s,k)和I
sta
(s,k)对应位置相乘后逆傅里叶变换得到电离层调制的 直达波S
iosta
(n)，利用S
iosta
(n)生成带有一定时延和多普勒频率的仿真目标S
tar
(n) 的仿真回波S
rec
(n)，所述仿真回波含强直达波信号；
[0019]S23：对仿真回波S
rec
(n)每个符号进行傅里叶变换得到每个符号的频谱 S
rec
(s,k)，根据步骤S1中增益导频位置信息提取出回波中强直达波信号的增益 导频信息G
rec
(s,p)。
[0020]进一步，所述步骤S3具体为：
[0021]S31：对回波中强直达波信号的增益导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，其特征在于，所述方法包括：S1：对DRM信号进行解调重构，得到标准直达波时域信号后进行傅里叶变换，得到标准直达波信号每个符号的频谱，对频谱进行增益导频位置信息和增益导频信息的提取，得到标准直达波信号的增益导频信息和增益导频位置信息；S2：根据标准直达波信号每个符号的频谱，仿真生成电离层和含强直达波信号的回波，并从含强直达波信号的回波中提取回波的增益导频信息；S3：对回波中强直达波信号的增益导频信息进行三次样条插值进行信道估计，得到电离层信息；再利用电离层信息对所述标准直达波信号每个符号的频谱进行畸变，得到电离层调制的直达波信号；S4：采用扩展相消算法，把得到的直达波信号作为参考信号，对仿真的回波进行直达波抑制，得到抑制后的RD图。2.根据权利要求1所述的一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S11：对DRM实测回波信号进行解调重构得到标准直达波时域信号S
sta
(n)；S12：对S
sta
(n)每个符号进行傅里叶变换得到标准直达波信号每个符号的频谱S
sta
(s,k)；S13：根据协议中增益导频的排列方式提取标准直达波信号每个符号的频谱S
sta
(s,k)中标准直达波信号的增益导频信息G
sta
(s,p)和增益导频位置信息。3.根据权利要求2所述的一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S21：根据步骤S1得到的标准直达波信号每个符号的频谱S
sta
(s,k)，仿真生成电离层频域信息I
sta
(s,k)；S22：将S
sta
(s,k)和I
sta
(s,k)对应位置相乘后逆傅里叶变换得到电离层调制的直达波S
iosta
(n)，利用S
iosta
(n)生成带有一定时延和多普勒频率的仿真目标S
tar
(n)的仿真回波S
rec
(n)，所述仿真回波含强直达波信号；S23：对仿真回波S
rec
(n)每个符号进行傅里叶变换得到每个符号的频谱S
rec
(s,k)，根据步骤S1中增益导频位置信息提取出回波中强直达波信号的增益导频信息G
rec
(s,p)。4.根据权利要求3所述的一种改进的高频外辐射源雷达时域直达波抑制方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：S31：对回波中强直达波信号的增益导频信息G
rec
(s,p)与标准直达波...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿钧，郭依佳，娄鹏，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：