一种机载GNSS-S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法技术

一种机载GNSS

【技术实现步骤摘要】
一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法


[0001]本专利技术涉及一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，属于电子信息行业雷达


技术介绍

[0002]外辐射源雷达利用外部较强通信、广播或导航信号作为非合作照射源来探测目标，目前可以利用的照射源主要有FM广播信号、通信基站信号(GSM、CDMA)、电视台信号(DTTB、DVB)、GNSS卫星导航信号以及有源雷达发射信号等等。
[0003]GNSS所发射的高度稳定、可长期使用的L波段免费微波信号资源不仅为空间信息移动用户提供了精准定位、导航以及授时信息(PVT)，还为对地观测与掩星应用提供了新的辐射源。基于全球导航卫星系统的微波遥感与探测技术(GNSS
‑
Reflections或者GNSS
‑
Remote Sensing)以其具有全天候、全天时、宽覆盖、多信号源、高时空分辨率等应用优势，在典型海况参数测量、海洋和陆地表面成像、空间飞行器以及海面或陆地移动目标探测等方面展现出广阔的应用前景。
[0004]然而，导航卫星信号功率低，经过双程衰减后，舰船目标散射信号功率远低于噪声功率。实际过程中，部分导航卫星信号将直接进入机载GNSS
‑
S雷达天线成为直射干扰信号，且直射干扰信号功率比舰船目标散射信号功率一般要大30
‑
50dB。因此，亟待探索大型海面舰船目标信号接收与直射干扰信号抑制技术，提高对大范围海面舰船目标的探测性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，缺少对探索大型海面舰船目标信号接收与直射干扰信号抑制技术的问题，提出了一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
[0007]一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，包括：
[0008]采用均匀子阵式多通道天线对大型海面舰船目标的散射信号进行接收；
[0009]根据信号接收任务的雷达波束扫描范围、子阵天线增益、波束旁瓣电平需求，确定均匀子阵式多通道天线的排布情况及各均匀子阵天线的阵元数；
[0010]根据所有导航卫星位置及速度、机载GNSS
‑
S雷达位置及速度、机载GNSS
‑
S雷达天线安装角、机载GNSS
‑
S雷达探测区域，计算各导航卫星的直射干扰信号的角度与功率；
[0011]建立直射干扰信号抑制优化多目标函数，利用交替迭代算法对均匀子阵的复数权值进行迭代优化，利用迭代优化后的多目标函数对各导航卫星直射干扰信号进行干扰抑制。
[0012]机载GNSS
‑
S雷达的距离向采用均匀子阵式多通道天线设置，用于减少机载GNSS
‑
S雷达方位向接收组件及对应射频电缆数量，所述采用均匀子阵式多通道天线于机载GNSS
‑
S雷达的距离向上数量为1个，包括M个全数字阵列天线阵元，均匀子阵式多通道天线与接收
组件一一对应。
[0013]机载GNSS
‑
S雷达的方位向采用全数字阵列天线，用于接收大型海面舰船目标散射信号，与接收组件一一对应。
[0014]以机载GNSS
‑
S雷达天线方向为基准，根据机载GNSS
‑
S雷达天线安装角、机载GNSS
‑
S雷达探测区域、第p颗导航卫星位置及速度，计算第p颗导航卫星的直射干扰信号角度记为
[0015]通过双站雷达方程计算星载GNSS
‑
S雷达对最小可检测舰船目标的回波功率为Pt
min
，，第p颗导航卫星的直射干扰信号功率记为Ps
p
，其中，最小可检测舰船目标的回波功率与每颗导航卫星直射干扰信号功率具体关系为：
[0016]Pt
min
≥Ps
p
‑
Gy
p
,p＝1,2,...,P
[0017]式中，Gy
p
为天线对第p颗导航卫星直射干扰信号的抑制深度η。
[0018]直射干扰信号抑制优化多目标函数的建立方法具体为：
[0019]优化各均匀子阵式多通道天线的最优化幅度w
m，n
；
[0020]设计白噪声增益约束旁瓣以控制高增益波束形成器，确定初级目标函数；
[0021]利用交替迭代算法对初级目标函数进行迭代优化，获取多目标函数；
[0022]将各均匀子阵式多通道天线输出的信号s
m,n
(t)进行复数加权后，根据复数加权后输出信号与多目标函数输出的最优值opt{w
m,n
}获取数字波束后合成的输出信号用于抑制P个导航卫星直射干扰信号功率；
[0023]所述初级目标函数为：
[0024][0025]s.t.w
m,nH
p(Ω0)＝1,
[0026]|w
m,nH
p(Ω
i
)|≤ξ
0i
,Ω
i
∈Θ
SL
,i＝1,2,...,N
SL
[0027]|w
m,nH
p(Ω
j
)|≤ζ
0j
,Ω
j
∈Θ
JAM
,j＝1,2,...,N
JAM
[0028][0029]式中，w
m,n
：最优滤波器值；
[0030]Ω0：为波束观察方向；
[0031]p(
·
)：为导向矢量；
[0032]Θ
SL
：为旁瓣区域；
[0033]Ω
i
：为旁瓣区角度；
[0034]Θ
JAM
：为零陷区域；
[0035]Ω
j
：为零陷区去角度；
[0036]ξ
0i
：旁瓣高度；
[0037]ζ
0j,
：零陷深度；
[0038]δ0：白噪声增益。
[0039]N
SL
：旁瓣区角度个数；
[0040]Θ
JAM
：干扰角度个数。
[0041]所述数字波束后合成的输出信号的计算方法为：
[0042][0043]式中，波束合成后信号.9、根据权利要求7所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：
[0044]所述交替迭代算法具体为：
[0045]定义增广拉格朗日函数：
[0046][0047]式中，
[0048][0049][0050]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于包括：采用均匀子阵式多通道天线对大型海面舰船目标的散射信号进行接收；根据信号接收任务的雷达波束扫描范围、子阵天线增益、波束旁瓣电平需求，确定均匀子阵式多通道天线的排布情况及各均匀子阵天线的阵元数；根据所有导航卫星位置及速度、机载GNSS
‑
S雷达位置及速度、机载GNSS
‑
S雷达天线安装角、机载GNSS
‑
S雷达探测区域，计算各导航卫星的直射干扰信号的角度与功率；建立直射干扰信号抑制优化多目标函数，利用交替迭代算法对均匀子阵的复数权值进行迭代优化，利用迭代优化后的多目标函数对各导航卫星直射干扰信号进行干扰抑制。2.根据权利要求1所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：机载GNSS
‑
S雷达的距离向采用均匀子阵式多通道天线设置，用于减少机载GNSS
‑
S雷达方位向接收组件及对应射频电缆数量，所述采用均匀子阵式多通道天线于机载GNSS
‑
S雷达的距离向上数量为1个，包括M个全数字阵列天线阵元，均匀子阵式多通道天线与接收组件一一对应。3.根据权利要求2所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：机载GNSS
‑
S雷达的方位向采用全数字阵列天线，用于接收大型海面舰船目标散射信号，与接收组件一一对应。4.根据权利要求1所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：以机载GNSS
‑
S雷达天线方向为基准，根据机载GNSS
‑
S雷达天线安装角、机载GNSS
‑
S雷达探测区域、第p颗导航卫星位置及速度，计算第p颗导航卫星的直射干扰信号角度记为5.根据权利要求4所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：通过双站雷达方程计算星载GNSS
‑
S雷达对最小可检测舰船目标的回波功率为Pt
min
，，第p颗导航卫星的直射干扰信号功率记为Ps
p
，其中，最小可检测舰船目标的回波功率与每颗导航卫星直射干扰信号功率具体关系为：Pt
min
≥Ps
p
‑
Gy
p
,p＝1,2,...,P式中，Gy
p
为天线对第p颗导航卫星直射干扰信号的抑制深度η。6.根据权利要求5所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：直射干扰信号抑制优化多目标函数的建立方法具体为：优化各均匀子阵式多通道天线的最优化幅度w
m，n
；设计白噪声增益约束旁瓣以控制高增益波束形成器，确定初级目标函数；利用交替迭代算法对初级目标函数进行迭代优化，获取多目标函数；将各均匀子阵式多通道天线输出的信号s
m,n
(t)进行复数加权后，根据复数加权后输出信号与多目标函数输出的最优值opt{w
m,n
}获取数字波束后合成的输出信号用于抑
制P个导航卫星直射干扰信号功率。7.根据权利要求6所述的一种机载GNSS
‑
S雷达的大型域舰船信号干扰抑制方法，其特征在于：所述初级目标函数为：s.t.w
m,nH
p(Ω0)＝1,|w
m,nH
p(Ω
i
)|≤ξ
0i
,Ω
i
∈Θ
SL
,i＝1,2,...,N
SL
|w<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振兴，岳富占，夏正欢，董启甲，高文宁，陈耀辉，刘坤，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：