基于网络化雷达阵列合成的抗有源主瓣干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网络化雷达阵列合成的抗有源主瓣干扰方法。其实现步骤是：（1）调整网络化雷达相邻两节点雷达的基线长度Di,i+1并在相邻两节点雷达的基线上插入随机放置的阵元；（2）计算相邻两节点雷达的回波信号ri(t)和ri+1(t)及随机阵元的回波信号ri,i+1(t)；（3）对相邻两节点雷达的回波信号ri(t)和ri+1(t)及随机阵元的回波信号ri,i+1(t)进行合成，得到合成后的一组新数据rc(t)；（4）利用新数据rc(t)中的目标、干扰及噪声信息计算新数据rc(t)的权值W；（5）利用权值W对合成后的新数据rc(t)进行自适应波束形成，获得干扰抑制之后的天线方向图和输出信号。本发明专利技术能有效抑制有源主瓣干扰，且具有计算复杂度低、易于工程实现的优点，可用于目标探测或跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达
，特别涉及一种抗有源主瓣干扰的方法，可用于组网雷达系统，在有源主瓣干扰条件下，对从网络化雷达各节点雷达天线主瓣进入的干扰信号进行有效的抑制，提高网络化雷达在主瓣干扰条件下的探测跟踪性能。
技术介绍
当有源干扰位于目标附近时，干扰信号通常会从雷达接收天线主瓣进入；当雷达探测远距离目标时，即使干扰机距离目标较远，干扰信号也会落入雷达接收天线的主瓣之内，从而形成有源主瓣干扰。当对雷达接收天线接收到的数据进行波束形成时,有源主瓣干扰的存在会导致严重的波束畸变或主瓣峰值偏置，使得雷达无法正确探测目标。网络化雷达，是指由多部体制相同或不同的节点雷达构成的一个有机的雷达网络，它具有灵活的工作模式和协同探测方式，有丰富的空域资源。随着干扰天线的阵列化，干扰机具有多波束形成和系统资源调度的能力，能够同时对多部雷达实施干扰，网络化雷达面临着有源主瓣干扰的威胁，网内每一部节点雷达都会受到主瓣干扰的影响，网络化雷达的检测性能会急速下降。针对有源主瓣干扰，现有方法主要是通过增大雷达天线的孔径，来提高雷达接收天线的分辨率，实现抗有源主瓣干扰。但该方法只能用于单站雷达抗有源主瓣干扰，若直接用于网络化雷达，由于网络化雷达中的节点雷达的个数较多，增大每个节点雷达天线的孔径的代价较高，无法工程实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对单站雷达抗主瓣干扰的方法无法直接用于网络化雷达的问题，提出一种，以实现对网络化雷达有源主瓣干扰的抑制，提高网络化雷达的检测性能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤:(I)假设网络化雷达相邻两节点雷达的基线长度Di，i+1是实时可变的，调整Di，i+1的大小，使其满足Di，i+1< ARd/dt，并且在相邻两节点雷达的基线上插入L个随机放置的阵元， L > Di； i+1sin ( 0 Q 5) / X，其中，0 0 5 = 50.7 A/ (D^Dij i+1+Di+1)为阵列的半功率波束宽度，Rd 为目标与网络化雷达系统之间的距离，dt为目标尺寸，A =Vftl为雷达发射电磁波的波长， Di为第i部节点雷达的阵列孔径，Di+1为第i+1部节点雷达的阵列孔径，c为电磁波在自由空间中的传播速度，fC1为电磁波的载波频率；(2)假设网络化雷达由P部相控阵节点雷达构成，每部节点雷达的工作模式均相同，且各节点雷达的发射信号相同，空间远场存在一个目标，目标附近存在Q部有源干扰机，根据网络化雷达的系统结构和目标、干扰相对于相邻两节点雷达的波达方向，计算相邻两节点雷达的回波信号及L个随机阵元的回波信号:!Ti (t) = ri；s(t)+ri；J(t)+ni (t),[0011 ] ri+1 (t) = ri+1 ’ s (t) +ri+1 ’」(t) +ni+1 (t),ri； i+1 (t) = ri； i+1 ’ s (t) +ri； i+1 ’ j (t) +ni； i+1 (t)，其中，ri,s(t)是第i部节点雷达的目标回波信号，ri,s(t) = a(0t)s(t), ri+1； s(t)是第 i+1 部节点雷达的目标回波信号，ri+1； s(t) = b ( 0 t) s (t), ri； i+1，s (t) 是L个随机阵元的目标回波信号，rM+1,s(t) = d(0t)s(t), r.jU)是第i部节点雷达的干扰回波信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络化雷达阵列合成的抗有源主瓣干扰方法，其包括如下步骤：（1）假设网络化雷达相邻两节点雷达的基线长度Di,i+1是实时可变的，调整Di,i+1的大小，使其满足Di,i+1≤λRd/dt，并且在相邻两节点雷达的基线上插入L个随机放置的阵元，L＞Di,i+1sin(θ0.5)/λ，其中，θ0.5＝50.7λ/(Di+Di,i+1+Di+1)为阵列的半功率波束宽度,Rd为目标与网络化雷达系统之间的距离，dt为目标尺寸，λ＝c/f0为雷达发射电磁波的波长，Di为第i部节点雷达的阵列孔径，Di+1为第i+1部节点雷达的阵列孔径,c为电磁波在自由空间中的传播速度，f0为电磁波的载波频率；（2）假设网络化雷达由P部相控阵节点雷达构成，每部节点雷达的工作模式均相同，且各节点雷达的发射信号相同，空间远场存在一个目标，目标附近存在Q部有源干扰机，根据网络化雷达的系统结构和目标、干扰相对于相邻两节点雷达的波达方向，计算相邻两节点雷达的回波信号及L个随机阵元的回波信号：ri(t)＝ri,s(t)+ri,j(t)+ni(t)，ri+1(t)＝ri+1,s(t)+ri+1,j(t)+ni+1(t)，ri,i+1(t)＝ri,i+1,s(t)+ri,i+1,j(t)+ni,i+1(t)，其中，ri,s(t)是第i部节点雷达的目标回波信号，ri,s(t)＝a(θt)s(t)，ri+1,s(t)是第i+1部节点雷达的目标回波信号，ri+1,s(t)＝b(θt)s(t)，ri,i+1,s(t)是L个随机阵元的目标回波信号，ri,i+1,s(t)＝d(θt)s(t)，ri,j(t)是第i部节点雷达的干扰回波信号，ri+1,j(t)是第i+1部节点雷达的干扰回波信号，ri,i+1,j(t)是L个随机阵元的干扰回波信号，ri.i+1,j(t)=Σj=1Qd(θj)Jj(t),i=1,2...P-1,j=1,2,...,Q,ni(t)和ni+1(t)分别是第i部节点雷达和第i+1部节点雷达的噪声信号，且雷达的噪声信号与雷达的发射信号不相关，ni,i+1(t)是L个随机阵元的噪声信号，且随机阵元的噪声信号与雷达的发射信号不相关，P是相控阵节点雷达的个数，Q是干扰机的个数，θt是目标 信号到达相邻两节点雷达的角度，a(θt)和b(θt)分别是第i部节点雷达和第i+1部节点雷达在目标方向的导向矢量，d(θt)是L个随机阵元在目标方向的导向矢量，s(t)是节点雷达发射信号的回波信号，Jj(t)是第j部干扰机发射的干扰信号，且每部干扰机发射的干扰信号与雷达的发射信号、噪声信号及随机阵元的噪声信号都不相关，θj是第j个干扰信号到达相邻两节点雷达的角度，a(θj)和b(θj)分别是第i部节点雷达和第i+1部节点雷达在第j个干扰方向的导向矢量，d(θj)是L个随机阵元在第j个干扰方向的导向矢量；（3）将步骤（2）得到的相邻两节点雷达的回波信号ri(t)和ri+1(t)及L个随机阵元的回波信号ri,i+1(t)进行合成，得到一组合成后新数据rc(t)：rc(t)=[riT(t),ri,i+1T(t),ri+1T(t)]T=c(θt)s(t)+rc,J+n(t)其中，c(θt)是合成后新数据对应的目标导向矢量，c(θt)＝[aT(θt),dT(θt),bT(θt)]T，rc,J+n(t)是合成后新数据中干扰与噪声信号之和，rc,J+n(t)=Σj=1Q[aT(θj),dT(θj),bT(θj)]TJj(t)+nc(t),nc(t)为合成后新数据对应的噪声矢量，Jj(t)是第j部干扰机发射的干扰信号，T表示对矩阵的转置；（4）计算合成后新数据rc(t)的权值：W＝μcRc,J+n?1c(θt)，其中，μc是权值系数，Rc,J+n是rc,J+n(t)的采样协方差矩阵，c(θt)是合成后新数据对应的目标导向矢量，“?1”表示矩阵的求逆；（5）利用步骤（4）得到的权值对步骤(3)得到的合成后新数据rc(t)进行加权处理，获得干扰抑制之后的天线方向图Gc(θ)和输出信号Yc(t)：Yc(t)＝WHrc(t)，Gc(θ)＝WHc(θ)，其中，θ∈[?π/2,π/2]，c(θ)是合成后的数据对应不同θ角的导向矢量。FDA0000428623850000011.jpg,FDA0000428623850000012.jpg,FDA0000428623850000023.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于网络化雷达阵列合成的抗有源主瓣干扰方法，其包括如下步骤:(1)假设网络化雷达相邻两节点雷达的基线长度Di，i+1是实时可变的，调整Di，i+1的大小，使其满足Di，i+1 ( ARd/dt，并且在相邻两节点雷达的基线上插入L个随机放置的阵元，L >Di；i+1sin(0 Q 5) A，其中，0 Q 5 = 50.7A/(Di+Di；i+1+Di+1)为阵列的半功率波束宽度，Rd 为目标与网络化雷达系统之间的距离，dt为目标尺寸，\ =CZ^fci为雷达发射电磁波的波长， Di为第i部节点雷达的阵列孔径，Di+1为第i+1部节点雷达的阵列孔径，c为电磁波在自由空间中的传播速度，fC1为电磁波的载波频率；(2)假设网络化雷达由P部相控阵节点雷达构成，每部节点雷达的工作模式均相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，张林让，祁玉，刘楠，周宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：