一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，首先，构造雷达发射信号和间歇采样转发式干扰信号，并对失配滤波器系数进行初始化；然后计算脉压输出结果，基于最小均方算法对失配滤波器系数进行优化；最后利用优化后的失配滤波器得到干扰假目标被有效抑制的脉压结果；本发明专利技术能够实现对间歇采样转发式干扰的有效抑制，降低干扰假目标的幅度，从而使得目标可被有效检测。从而使得目标可被有效检测。从而使得目标可被有效检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法


[0001]本专利技术涉及雷达电子反对抗
，具体涉及一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法。

技术介绍

[0002]现代战场电磁环境日益复杂，电子对抗与反对抗技术迅速发展，电磁干扰已经成为制约雷达工作效能的重要瓶颈问题。其中，基于数字射频存储(Digital Radio Frequency Memory，DRFM)技术的间歇采样转发式干扰是一种新型有源干扰，这种干扰信号与雷达发射信号相参，干扰效率高，被广泛应用于雷达对抗领域，成为现代雷达面临的新威胁。因此研究间歇采样转发式干扰的抑制技术具有重要意义。
[0003]传统的干扰抑制方法主要集中在空域、时域和频域。空域抗干扰主要是采用旁瓣匿隐和旁瓣对消方法，通过自适应波束形成技术对抗有源干扰，但对于间歇采样转发式干扰，当干扰机与真实目标位于同一角度时，空域处理方法则无法实施。时域上通常通过设计复杂波形来进行干扰抑制，主要波形包括脉内正交的线性调频
‑
相位编码波形、稀疏多普勒敏感波形和时域间断波形等，但此类波形设计方法大多计算过程复杂，无法保证算法的实时性。频域抗干扰主要是通过频率捷变和频率分集技术，但该方法针对间歇采样转发式这种相干干扰，其干扰抑制性能有限。
[0004]因此，基于脉冲压缩体制雷达系统，开发一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，实现对间歇采样转发式干扰的有效抑制，降低干扰假目标的幅度，从而使得目标可以被有效检测，具有重要的实际意义和应用价值。r/>
技术实现思路

[0005]本专利技术在脉冲压缩体制雷达系统下，从信号处理层面出发，提出一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，能够实现对间歇采样转发式干扰的有效抑制，降低干扰假目标的幅度，从而使得目标可被有效检测。
[0006]实现本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，首先，构造雷达发射信号和间歇采样转发式干扰信号，并对失配滤波器系数进行初始化；然后计算脉压输出结果，基于最小均方算法对失配滤波器系数进行优化；最后利用优化后的失配滤波器得到干扰假目标被有效抑制的脉压结果。
[0008]本专利技术的具体过程如下：
[0009]步骤S1，构造雷达发射信号和间歇采样转发式干扰信号。
[0010]将雷达发射信号记为s[n]，n＝1,2,
…
,N,N为信号总长度。间歇采样转发式干扰的工作原理为：干扰机探测到雷达发射信号时开始采样，一段时间后停止采样得到第一个干扰切片，根据控制器中的转发要求对干扰切片进行延时转发，然后再重复采样和转发过程直到雷达发射脉冲结束。根据间歇采样转发式干扰的工作原理，构造干扰信号j[n]，得到包
含发射信号和干扰信号的雷达回波信号y[n]。
[0011]步骤S2，计算当前信号失配滤波输出。
[0012]将失配滤波器的系数记为h[n]，可以用矢量形式表示为h，首先随机生成初始失配滤波器，然后计算此时雷达回波信号经过失配滤波器的输出。当雷达受到间歇采样转发式干扰时，即j[n]信号存在时，会形成一系列逼真假目标，一般第一个假目标与真实目标相比会延时一个采样脉冲宽度。如果干扰机辐射的干扰能量较大，即干信比(Jamming to Signal Ratio，JSR)较大，输出结果中假目标的幅值可能大于目标幅值，真实目标会淹没在假目标干扰中，从而影响雷达对真实目标的探测。
[0013]步骤S3，基于最小均方算法优化失配滤波器。
[0014]当间歇采样转发式干扰被很好地抑制时，期望得到的失配滤波输出是一个δ函数，表示仅存在真实目标，在其它时延处均为零。本专利技术的抑制间歇采样转发式干扰的最优失配滤波器，其输出最接近理想输出，本专利技术采用最小均方算法来优化滤波器系数，通过最小化理想输出和实际输出之间的均方误差设计失配滤波器以实现干扰的抑制。将该抑制干扰的最优失配滤波器系数记为h
opt
。
[0015]步骤S4，得到干扰抑制的脉压结果。
[0016]将雷达回波信号与步骤S3中最优失配滤波器h
opt
进行卷积，得到干扰抑制的失配滤波的脉压结果，记为r
opt
。此时在脉压结果r
opt
中，干扰假目标幅度被大幅降低，从而暴露出真实目标，雷达可以据此进行目标探测和测距等操作。
[0017]所述步骤S1包括如下步骤：
[0018]步骤S11，将间歇采样脉冲序列记为p[n]，其表达式为
[0019][0020]其中u(n)为单位阶跃信号，τ
n
是采样脉冲宽度，即干扰信号每个干扰切片对应的采样点数，T
s
是采样脉冲重复间隔，M是采样脉冲个数。
[0021]步骤S12，干扰机采样信号为雷达发射信号与间歇采样脉冲的乘积，记为s
s
[n]，即
[0022][0023]步骤S13，间歇采样转发式干扰信号为采样信号的延时，记为j[n]，即
[0024]j[n]＝s
s
[n
‑
τ
d
]ꢀꢀ
(3)
[0025]其中τ
d
为干扰信号延时转发因子。
[0026]由傅里叶变换的性质可知，时域的延时可以等效于频域乘以延时转发因子，由此可以得到间歇采样转发式干扰信号的另一种表达式，为
[0027]j[n]＝AF
‑1T
d
F[s[n]·
p[n]]ꢀꢀ
(4)
[0028]其中A为干扰机发射干扰信号的幅度，T
d
为延时转发因子τ
d
对应的矩阵形式，F和F
‑1分别是傅里叶变换和其逆变换。
[0029]步骤S14，雷达回波是雷达发射信号和干扰信号的叠加，可以由下式表示。
[0030]y[n]＝s[n]+j[n]ꢀꢀ
(5)
[0031]将回波信号构造信号矩阵Y，其表达式为
[0032][0033]所述步骤S2包括如下步骤：
[0034]步骤S21，对失配滤波器系数进行初始化，得到h[n]。
[0035]步骤S22，将脉冲压缩体制雷达的输出记为r[k]，矢量形式为r，其是雷达回波信号和失配滤波器的卷积，可以表示为
[0036][0037]将雷达脉压输出写成矩阵形式，即
[0038]r＝Y
H
h
ꢀꢀ
(8)
[0039]将该结果作为当前信号失配滤波的输出。
[0040]所述步骤S3包括如下步骤：
[0041]步骤S31，构造理想的干扰抑制输出，该输出中只包含真实目标，其它时延均为零，理想输出可以由下式表示，写成矢量形式可以表示为d。
[0042][0043]步骤S32，求实际输出与理想输出的差值，得到误差向量e，可以用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，其特征在于，构造雷达发射信号和间歇采样转发式干扰信号，并对失配滤波器系数进行初始化；计算脉压输出结果，基于最小均方算法对失配滤波器系数进行优化；利用优化后的失配滤波器得到干扰假目标被有效抑制的脉压结果。2.如权利要求1所述的基于最小均方算法的干扰抑制失配滤波器设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，构造雷达发射信号和间歇采样转发式干扰信号，得到包含发射信号和干扰信号的雷达回波信号；步骤2，随机生成初始失配滤波器，然后计算此时雷达回波信号经过失配滤波器的输出；步骤3，采用最小均方算法来优化滤波器系数，通过最小化理想输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：常少强，张璐，范花玉，王彬，刘泉华，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：