一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法技术

本发明专利技术公开了基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法，涉及引信抗干扰技术领域，其技术方案要点是：包括以下步骤：S1：将引信接受到的信号与本振信号进行混频，获得中频输出，并经过AD采样得到中频数字信号；S2：使用基于MCP的稀疏恢复算法对中频数字信号进行处理，得到去噪后的中频信号；S3：对去噪后的中频信号与原信号的调制载波进行相干解调，得到目标信息，引爆战斗部装药。本发明专利技术的基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法具有能够从包含噪声的中频信号中有效提取目标回波脉冲串，抑制大功率噪声对引信的影响；该方法增强了脉冲包络的边沿检测效果，有效实现脉冲包络的提取的效果。包络的提取的效果。包络的提取的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法


[0001]本专利技术涉及引信抗干扰
，更具体地说，它涉及一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗干扰方法。

技术介绍

[0002]脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)引信利用弹目相对运动产生的多普勒效应获得目标的距离和速度信息，其具有优异的测距、测速精度，良好的抗地、海杂波能力，以及低空作战性能出色等特点，被广泛应用在多种类型弹药上，防空导弹更是大量装备PD引信。但现代战场电磁环境复杂，引信干扰机对无线电引信构成了严重的威胁，其中采用大功率噪声或低频调制正弦波信号的压制式干扰仍是目前空军及海军航空兵应用最广泛的一种干扰策略。压制式干扰通过饱和引信接收信道，使目标回波信号淹没在干扰中，从而导致引信“早炸”或者“瞎火”。
[0003]针对无线电引信抗压制式干扰理论与方法目前已有大量研究成果，这些成果主要集中在发射波形设计及信号多维度特征识别等方面，比如利用模糊函数分析并优化PD引信发射信号参数提高引信的抗干扰性能、通过PD引信脉间随机调相的方式增强引信收发信号相干性提高其抗干扰性能、以启动概率为衡量指标，利用PD引信输出多普勒信号的带宽、时域熵、频域熵、频率、增量更新等多维度特征，通过聚类、SVM等机器学习的方法区别目标信号和大功率噪声干扰。这些方法虽然能够应对干扰作用下引信“早炸”的问题，但无法解决目标回波信号被干扰信号淹没导致的引信“瞎火”问题。PD引信抗压制式干扰的关键在于将回波脉冲串从复杂的中频信号提取出来。但脉冲信号的跳变不连续导致信号带宽覆盖整个采样频带，能量聚集性差，难以通过传统线性变换，如傅式变换、小波变换以及EMD、VMD、IF等传统时频分析方法提取，使得弹药在战场上复杂的电磁环境中存在性能下降问题和安全问题。在需求牵引和技术推动作用下，引信对抗特点正在加速变化，引信干扰技术的发展迫使脉冲多普勒引信抗干扰能力必须大幅提升，这对保证引信正常输出预定起爆信号、发挥弹药最佳毁伤效能、保证弹药存储和发射过程的安全性具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗干扰方法，通过分析大功率噪声压制式干扰作用下引信输出中频信号特征，建立了基于最大最小凹惩罚函数(MCP)的稀疏恢复模型，并设计了基于前后向分裂算法的回波脉冲串提取方法，解决了脉冲多普勒引信在大功率噪声压制式干扰作用下，因引信接收机被干扰信号饱和导致其探测到大量虚假目标或者无法检测真实目标回波引起的引信“早炸”和“瞎火”问题。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗干扰方法，包括以下步骤：
[0006]S1：将引信接受到的信号与本振信号进行混频，获得中频输出，并经过AD采样得到
中频数字信号；
[0007]S2：使用基于MCP的稀疏恢复算法对中频数字信号进行处理，得到去噪后的中频信号；
[0008]S3：对去噪后的中频信号与原信号的调制载波进行相干解调，得到目标信息，引爆战斗部装药。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述S1中引信的发射信号表示为：
[0010][0011]式中，f0为雷达载波频率，T
p
为脉冲时宽，T为脉冲重复周期；
[0012]发射信号经目标二次辐射形成的目标回波信号为
[0013][0014]其中，δ
e
为目标回波能量系数，R(t)表示弹目距离。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述S1中引信接受到的信号为高斯噪声调幅信号，表示为：
[0016][0017]式中,n(t)为高斯噪声，f
j
为干扰信号中心频率；
[0018]所述引信中频信号表示为：
[0019][0020]本专利技术进一步设置为：所述S2中引信单次处理数据点数为N，并定义其为处理周期，则中频信号去噪问题表示为：
[0021]式中，s
IF
为中频信号采样向量，为待提取的脉冲串采样向量,D为经过诺依曼边界条件补偿的一阶差分矩阵，λ1为正则化参数，Φ(t；a)为MC函数；
[0022][0023]其中a为非凸度控制参数。
[0024]本专利技术进一步设置为：利用前后向分裂算法求其极值，当0≤a≤λ1/4时，MC惩罚函
数为：
[0025][0026]则(6)转化为
[0027][0028]令
[0029][0030]通过前后向分裂算法求解MC惩罚函数，最终得到如下迭代过程：
[0031]z
i
＝aD
T
[Dp
i
‑
soft
1/a
(Dp
i
)]ꢀꢀꢀ
(10A)
[0032][0033]式中，为软阈值函数。
[0034]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0035]1.本专利技术所述基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗干扰方法能够从包含噪声的中频信号中有效提取目标回波脉冲串，抑制大功率噪声对引信的影响；
[0036]2.本专利技术将PD引信抗大功率噪声干扰理解为引信中频信号去噪问题，在信号去噪过程中利用MC惩罚函数作为约束条件，通过迭代策略从中频信号提取目标回波脉冲串。MC惩罚函数则等效于在L1范数滤波器引入中间变量z增强稀疏检测效果，该方法本质上是在经典L1范数滤波器的基础上引入拉普拉斯算子，增强了脉冲包络的边沿检测效果，有效实现脉冲包络的提取。
附图说明
[0037]图1为本专利技术所述的基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗干扰方法对应的总体方案；
[0038]图2为基于MCP的稀疏恢复算法流程图；
[0039]图3为基于稀疏恢复的脉冲包络检测结果及其局部示意图；
[0040]图4为接收信号经过混频后的中频信号；
[0041]图5为中频信号经过稀疏恢复算法的单个处理周期的结果；
[0042]图6为中频信号经过100个处理周期的仿真结果；
[0043]图7为引信输出中频信号直接相干解调所得结果；
[0044]图8为中频信号经过稀疏恢复算法处理后所得结果；
[0045]图9为以引信在干扰作用下准确的在预定位置输出起爆信号为抗干扰成功的指标，在不同干扰功率作用下的抗干扰成功率结果；
[0046]图10为本专利技术所述方法的抗干扰测试场景；
[0047]图11为未采用稀疏恢复时引信相干解调结果。
[0048]图12为采用稀疏恢复后的相干解调结果。
具体实施方式
[0049]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术的实施例及附图，对本专利技术的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法,其特征在于：包括以下步骤：S1：将引信接受到的信号与本振信号进行混频，获得中频输出，并经过AD采样得到中频数字信号；S2：使用基于MCP的稀疏恢复算法对中频数字信号进行处理，得到去噪后的中频信号；S3：对去噪后的中频信号与原信号的调制载波进行相干解调，得到目标信息，引爆战斗部装药。2.根据权利要求1所述的基于稀疏恢复的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法，其特征在于：所述S1中引信的发射信号表示为：式中，f0为雷达载波频率，T
p
为脉冲时宽，T为脉冲重复周期；发射信号经目标二次辐射形成的目标回波信号为其中，δ
e
为目标回波能量系数，R(t)表示弹目距离。3.根据权利要求1所述的脉冲多普勒引信抗压制式干扰方法，其特征在于：所述S1中引信接受到的信号为高斯噪声调幅信号，表示为：式中,n(t)为高斯噪声，f
j
为干扰信号中心频率；所述引信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿恒，刘冠宇，陈齐乐，高翔，余恒，秦泗超，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：