一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法及成像方法技术

一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法及成像方法，首先对雷达中频/零中频回波数据进行匹配滤波和距离徙动补偿；其次对经过匹配滤波和距离徙动补偿的数据，按照单个脉冲提取相应的时变干扰样本数据；再次根据所获取的干扰样本数据估计干扰协方差矩阵并利用估计的干扰协方差矩阵对相应数据进行干扰白化处理；最后对白化处理后的各脉冲数据进行必要的空域波束合成，以进行后续的多普勒参数估计、运动补偿和方位压缩等处理。本发明专利技术方法具有并行实现性强、雷达通道体制适应性强和可抑制干扰类型多的特点。型多的特点。型多的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法及成像方法


[0001]本专利技术涉及一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法及成像方法，特别涉及一种合成孔径雷达(SAR)中基于回波数据的非平稳干扰对抗方法，属于雷达抗干扰领域。

技术介绍

[0002]作为微波信息获取载荷中的典型代表，SAR利用主动式微波成像实现观测区域内目标有用信息的获取，并在地理测绘、环境资源监测等民用领域及战场态势感知、精确制导等军事领域获得了广泛的应用，且具有全天时、全天候、大测绘带、高分辨率及反静默等优点，受到各国高度关注。在SAR载荷及其相关技术快速发展与应用的同时，其所面临的电磁环境也日益复杂。一方面随着各种军/民用电磁频谱开发和使用技术的不断发展，电磁频谱使用愈加拥挤，SAR需要应对工作在同频或临频电子设备产生的多种无意干扰；另一方面随着新型电子对抗措施的不断发展，SAR载荷需要应对非合作方为阻止己方正常信息获取而施放的多种样式的有意干扰。针对电磁环境中干扰的多样性和常态化特点，SAR抗干扰已成为SAR载荷技术的必然发展趋势之一，而不具备有效的抗干扰能力将会严重影响SAR载荷的正常性能甚至使其失效。
[0003]从SAR的工作特点看，其一次相干处理的时间跨度和空间跨度往往要远大于预警探测雷达，这使其面临的干扰往往具有时间非平稳特性的同时还具有空间非平稳特性。因此迫切需要一种可适应于SAR工作特点且能有效抑制时空非平稳干扰的自适应抗干扰方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，能够有效抑制时空非平稳干扰。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，包括：
[0007]对雷达中频或零中频回波数据依次进行匹配滤波和距离徙动补偿处理；
[0008]对经过匹配滤波和距离徙动补偿的数据，各脉冲通过差分取样提取相应的时变干扰样本；
[0009]利用差分取样得到的时变干扰样本估计干扰协方差矩阵；
[0010]利用估计得到的干扰协方差矩阵对经过匹配滤波和距离徙动补偿的相应数据进行干扰白化处理；
[0011]对白化处理后的各脉冲数据进行空域波束合成。
[0012]本专利技术一实施例中，在匹配滤波和距离徙动补偿后，各脉冲独立并行进行干扰差分取样。
[0013]本专利技术一实施例中，差分取样仅利用当前脉冲及其前后相邻脉冲。
[0014]本专利技术一实施例中，差分取样的计算过程如下：
[0015]设待处理的第k(k＝1,2,
…
,K)个脉冲的第l(l＝1,2,
…
,L)个距离单元数据为Q为系统空域维数，则与邻近的M个距离采样数据为
[0016][0017]当1＜k＜K时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为
[0018][0019][0020]此时利用三脉冲差分取样可提取的干扰样本为
[0021][0022]当k＝1时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为
[0023][0024]此时利用和二脉冲差分取样可提取的干扰样本为
[0025][0026]当k＝K时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为
[0027][0028]此时利用和二脉冲差分取样可提取的干扰样本为
[0029][0030]其中α
k
是与脉冲序号k有关的目标相位补偿系数。
[0031]本专利技术一实施例中，利用差分取样得到的时变干扰样本估计干扰协方差矩阵计算方式如下：
[0032][0033]其中，当1＜k＜K时N
k
＝4M，当k＝1或K时N
k
＝2M，且随快时间l和慢时间k同时变化，适应时变干扰。
[0034]本专利技术一实施例中，干扰白化处理方式如下：
[0035][0036]其中，β
k,l
为干扰协方差矩阵的对角加载量，I∈C
Q
×
Q
为单位阵，为第k个脉冲的第l个距离单元干扰白化处理后数据。
[0037]本专利技术一实施例中，干扰协方差矩阵对角加载量β
k,l
为与快时间l和慢时间k相关的时变加载量。
[0038]本专利技术一实施例中，空域波束合成方式如下：
[0039][0040]其中，S
k
∈C
Q
×1为与脉冲序号k有关的目标空域导向矢量，为与对应的波束合
成结果。
[0041]本专利技术一实施例中，空域波束合成时，当SAR为空域双/多通道体制时利用与雷达平台位置相关的空域导向矢量实现，当SAR为空域单通道体制时无需处理。
[0042]一种所述合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法的成像方法，对空域波束合成后的多脉冲数据进行多普勒参数估计、运动补偿、方位压缩，用于干扰抑制后的成像处理。
[0043]本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
[0044](1)本专利技术方法根据合成孔径雷达平台运动且相干处理时间较长的特点，针对干扰脉间存在的时间和空间非平稳问题，仅利用各脉冲及其前后相邻脉冲的差分取样获得干扰样本并形成干扰白化协方差矩阵，并在干扰白化处理时采用了时变对角加载策略，对非平稳干扰适应性强且自适应方向图性能稳定。
[0045](2)本专利技术方法中干扰差分取样、干扰协方差矩阵估计、干扰白化处理和空域波束合成等核心步骤在各脉冲间相互独立，可进行脉间并行处理。
[0046](3)本专利技术方法既适用于传统单通道体制SAR又适用于双/多通道体制SAR，既适用于机载SAR又适用于星载SAR，因此本专利技术方法具有适用于多种通道和平台体制的特点。
附图说明
[0047]图1为本专利技术方法的步骤流程框图。
具体实施方式
[0048]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。
[0049]一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，首先对雷达中频/零中频回波数据进行匹配滤波和距离徙动补偿；其次对经过匹配滤波和距离徙动补偿的数据，按照单个脉冲提取相应的时变干扰样本数据；再次根据所获取的干扰样本数据估计干扰协方差矩阵并利用估计的干扰协方差矩阵对相应数据进行干扰白化处理；最后对白化处理后的各脉冲数据进行必要的空域波束合成，以进行后续的多普勒参数估计、运动补偿和方位压缩等处理。本专利技术方法根据合成孔径雷达平台运动且相干处理时间较长的特点，针对干扰脉间存在的时间和空间非平稳问题，仅利用各脉冲及其前后相邻脉冲的差分取样获得干扰样本并形成时变对角加载的干扰白化协方差矩阵；本专利技术方法既适用于传统单通道体制又可适用于双/多通道体制且各脉冲间可进行并行抗干扰处理，用于单通道体制时可抑制窄/宽带射频干扰和灵巧干扰，用于双/多通道体制时可抑制窄/宽带射频干扰、灵巧干扰和噪声压制干扰。因此，本专利技术方法具有并行实现性强、雷达通道体制适应性强和可抑制干扰类型多的特点。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，其特征在于，包括：对雷达中频或零中频回波数据依次进行匹配滤波和距离徙动补偿处理；对经过匹配滤波和距离徙动补偿的数据，各脉冲通过差分取样提取相应的时变干扰样本；利用差分取样得到的时变干扰样本估计干扰协方差矩阵；利用估计得到的干扰协方差矩阵对经过匹配滤波和距离徙动补偿的相应数据进行干扰白化处理；对白化处理后的各脉冲数据进行空域波束合成。2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，其特征在于，在匹配滤波和距离徙动补偿后，各脉冲独立并行进行干扰差分取样。3.根据权利要求1所述的合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，其特征在于，差分取样仅利用当前脉冲及其前后相邻脉冲。4.根据权利要求1所述的合成孔径雷达非平稳干扰对抗方法，其特征在于，差分取样的计算过程如下：设待处理的第k(k＝1,2,
…
,K)个脉冲的第l(l＝1,2,
…
,L)个距离单元数据为Q为系统空域维数，则与邻近的M个距离采样数据为当1＜k＜K时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为当1＜k＜K时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为此时利用三脉冲差分取样可提取的干扰样本为当k＝1时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为此时利用和二脉冲差分取样可提取的干扰样本为当k＝K时，与当前处理脉冲前后相邻脉冲的M个距离采样数据为此时利用和二脉冲差分取样可提取的干扰样本为其中α
k
是与脉冲序号k有关的目标相位补偿系数。5.根据权利要求4所述的合成孔径雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，邢相薇，杨娟娟，贺音光，高阳，党红杏，李浩，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：