一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备。所述方法包括：通过单通道雷达接收观测信号，对观测信号以第一预设周期进行离散化得到多个离散信号；再对得到的多个离散信号进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，接着对虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；根据虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。采用本方法能够现多类型多数量有源干扰并存下对目标信号的分离，同时在低信噪比下仍具有较好的分离效果。在低信噪比下仍具有较好的分离效果。在低信噪比下仍具有较好的分离效果。

【技术实现步骤摘要】
一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及雷达信号处理
，特别是涉及一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备。

技术介绍

[0002]面对主瓣有源干扰，传统雷达旁瓣抗干扰技术，如旁瓣抵消、等技术将失效。盲源分离方法首先在20世纪80年代被提出，该方法在源信号的先验信息和传输参数未知的情况下，根据观测得到的混合数据向量分离出源信号，在无线通信、雷达信号处理、语音信号处理等领域应用广泛。在雷达抗干扰领域，可运用盲源分离算法将目标回波信号与干扰信号进行分离，以达到抗干扰效果。目前雷达抗主瓣有源干扰研究大多针对阵列信号接收模型，该模型下的多通道盲源分离属于超定盲源分离(观测信号数目大于源信号数目)。然而随着通道数目增加，系统复杂度及成本会随之增大，而且独立通道间差异引起的误差也会增大。
[0003]因此，单通道盲源分离是一个近年受到广泛关注的重要研究方向。单通道盲源分离是指仅通过单个接收传感器来接收观测信号，并利用这一路观测信号来恢复出各个源信号的过程。单通道盲源分离需要用较少的观测信号去估计较多的源信号，属于欠定盲源分离，解决起来极其困难。目前单通道盲源分离问题的理论研究与发展尚未成熟，现有技术中利用多PRI采样虚拟多通道接收的盲源分离方法，针对的干扰类型单一、数量有限。现有基于多PRI采样的盲源分离算法在时域进行信号分离，目标信号和干扰重合度较高，分离效果有限。同时，时域信号容易受到噪声影响，信噪比较低时分离效果较差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备，以便实现多类型多数量有源干扰并存下对目标信号的分离，同时在低信噪比下仍具有较好的分离效果。
[0005]一种单通道雷达主瓣干扰分离方法，所述方法包括：
[0006]通过单通道雷达接收观测信号，对所述观测信号以第一预设周期进行离散化，得到多个离散信号；
[0007]对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；其中每一虚拟通道信号中离散信号的数量为所述第二预设周期与所述第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；
[0008]根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以所述信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。
[0009]一种单通道雷达主瓣干扰分离装置，所述装置包括：
[0010]离散化模块，用于通过单通道雷达接收观测信号，对所述观测信号以第一预设周期进行离散化，得到多个离散信号；
[0011]脉压模块，用于对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；其中每一虚拟通道信号中离散信号的数量为所述第二预设周期与所述第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；
[0012]干扰分离模块，用于根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以所述信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。
[0013]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0014]通过单通道雷达接收观测信号，对所述观测信号以第一预设周期进行离散化，得到多个离散信号；
[0015]对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；其中每一虚拟通道信号中离散信号的数量为所述第二预设周期与所述第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；
[0016]根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以所述信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。
[0017]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0018]通过单通道雷达接收观测信号，对所述观测信号以第一预设周期进行离散化，得到多个离散信号；
[0019]对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；其中每一虚拟通道信号中离散信号的数量为所述第二预设周期与所述第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；
[0020]根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以所述信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。
[0021]上述一种单通道雷达主瓣干扰分离方法、装置和计算机设备，首先通过单通道雷达接收观测信号，对观测信号以第一预设周期进行离散化得到多个离散信号；然后，再对得到的多个离散信号进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，接着对虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号，其中各个虚拟通道信号中的离散信号的数量为第二预设周期与第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；最后，根据虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。第一，本专利技术对接收的观测信号以第一预设周期进行离散化得到多个离散信号再进行后续的采样和重排操作，相比于直接对观测信号进行采样和重排，进行离散化预处理有利于后续的采样和重排操作；第二，本专利技术再进行虚拟多通道采样后还进行了重排，使得得到的虚拟多通道信号矩阵中，各个虚拟通道信号中的离散信号的数量为
第二预设周期与第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序不变，在后续进行脉冲压缩时，每个虚拟通道仅进行相同操作便可达到噪声抑制和降低重合度的效果，大大降低了计算复杂度，提高了目标检测速度。
附图说明
[0022]图1为一个实施例中一种单通道雷达主瓣干扰分离方法的流程示意图；
[0023]图2为一个实施例中对离散信号进行虚拟多通道采样和重排的示意图；
[0024]图3为一个实施例中未分离前第一个虚拟通道内的混叠脉冲压缩信号；
[0025]图4为一个实施例中分离后的目标脉压信号；
[0026]图5为一个实施例中分离后的间歇采样转发干扰脉压信号；
[0027]图6为一个实施例中分离后的相参噪声干扰脉压信号；
[0028]图7为一个实施例中分离后的密集假目标干扰脉压信号；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单通道雷达主瓣干扰分离方法，其特征在于，所述方法包括：通过单通道雷达接收观测信号，对所述观测信号以第一预设周期进行离散化，得到多个离散信号；对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号；其中每一虚拟通道信号中离散信号的数量为所述第二预设周期与所述第一预设周期的比值，且各个虚拟通道信号中的离散信号之间的相对顺序保持不变；根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，以所述信号源个数为先验信息，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样和重排，得到虚拟多通道信号矩阵，包括：对所述多个离散信号以第二预设周期进行虚拟多通道采样，得到多个虚拟通道信号：x
i
(k)＝x[((i
‑
1)L+k)Δ]其中，x
i
(k)表示第i个虚拟通道信号中的第k个离散信号，L表示各个虚拟通道信号中离散信号的数量，Δ表示第一预设周期，L＝PRT/Δ，PRT表示第二预设周期；对多个虚拟通道信号进行重排，得到虚拟多通道信号矩阵：其中，X(k)表示虚拟多通道信号矩阵，N表示虚拟通道信号的个数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号，包括：采用匹配滤波器对所述虚拟多通道信号矩阵中的各个虚拟通道信号进行脉冲压缩，得到虚拟多通道脉冲压缩信号：其中，Y(k)表示虚拟多通道脉冲压缩信号，h(k)表示匹配滤波器的冲激响应，表示卷积符号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号得到信号源个数，包括：计算所述虚拟多通道脉冲压缩信号的协方差矩阵：
其中，Y表示虚拟多通道脉冲压缩信号，表示虚拟多通道脉冲压缩信号的协方差矩阵；对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到多个特征值向量，对所述多个特征值向量进行降序排列得到特征值矩阵；利用最小化长度描述法根据所述特征值矩阵估计得到信号源个数：其中，MDL表示最小化长度描述法，M表示信号源个数，l
i
表示第i个虚拟多通道脉冲压缩信号的特征值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用盲源分离算法对所述虚拟多通道脉冲压缩信号进行主瓣干扰分离，包括：根据所述虚拟多通道脉冲压缩信号的协方差矩阵计算得到白化矩阵：其中，W表示白化矩阵，{l1,l2,
…
,l
M
}表示协方差矩阵的前M个最大特征值，表示{l1,l2,
…
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨威，高勋章，龚婷，龚正辉，张文鹏，沈亲沐，刘梅，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：