一种采用盲源分离的外辐射源雷达直达波恢复方法与流程

文档序号:13290235阅读:138来源:国知局
技术领域本发明涉及一种采用盲源分离的外辐射源雷达直达波恢复方法,属于浮空平台外辐射源雷达技术领域。

背景技术:
浮空平台雷达指以飞艇或热气球等为载体的雷达系统。与地面雷达系统相比,该类系统不受地球曲率、遮蔽物的影响,观测距离远。因此,以浮空平台为载体的雷达在上世纪七八十年代被提出之后,即在气象监测、矿产资源搜索、导弹预警等诸多领域获得大量的研究与应用。由于升力受限,浮空平台的载荷重量受到严格的限制。因此,有源相控阵雷达在浮空平台的应用受到限制。而外辐射源雷达(又称为无源双基地雷达)采用收发分离的体制,发射站可以采用民用照射源,如调频广播信号、数字电视信号等。该种外辐射源雷达不需要将发射系统升空,仅需接收天线安装在浮空平台,重量有效下降,适合浮空平台应用。在浮空平台采用调频广播信号作为照射源,具有良好的应用前景。但是,以浮空平台为载体的调频广播外辐射源雷达由于覆盖区域的增加,区域内的同频、邻频电台大量增加。由于同频电台的出现,直达波的提取与杂波与干扰的抑制变得更加困难。对于地面系统而言,直达波恢复一般采用指向参考电台的波束。但是,对于同频干扰存在的情况下,直达波的纯度下降。这将导致匹配滤波检测的虚警升高。

技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种一种采用盲源分离的外辐射源雷达直达波恢复方法,采用盲源分离的方法,可以可靠的保证参考电台直达波恢复。为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:本发明的一种采用盲源分离的外辐射源雷达直达波恢复方法,包括以下几个步骤:(1)通过N单元一维等间隔线阵接收调频广播外部电磁波信号x1(n),…,xN(n),通过数字波束形成技术合成数字波束ys(n),y1(n),y2(n),…,yJ(n);其中,N为天线单元个数,(2)在所述数字波束ys(n),y1(n),y2(n),…,yJ(n)形成以后,将参考电台的波束信号yS(n)与J个干扰电台的波束信号y1(n),y2(n)…,yJ(n)共同输入瞬时ICA(独立成分分析)盲源分离模块,通过瞬时ICA盲源分离算法进行盲源分离;然后,将盲源分离的输出信号p0(n),p1(n),…,pJ(n)通过解模糊处理模块进行相关峰值判别,从而得到参考电台信号q(n);(3)将ys(n),y1(n),y2(n),…,yJ(n)分别输入空域-快时间域模块的多个FIR滤波器,通过多维空域-快时间域算法进行二维自适应滤波处理,输出得到监测通道信号z(n);(4)基于步骤(2)得到的参考电台信号q(n)与步骤(3)得到的监测通道信号z(n),计算得到目标的时延多普勒平面。步骤(1)中,N单元一维等间隔线阵中第i个阵列的接收信号具有如下形式:xi(n)=Σm=0M-1ai(θm)h(m)s(n)+Σk=0K-1Σl=0L-1bi(θlk)ck(l)Jk(n)+ϵ(n)---(1)]]>式中,n表示离散时间,s(n)表示参考电台信号,Jk(n)表示干扰电台信号,ε(n)表示高斯白噪声,具有零均值和单位方差;h(n-m)为参考电台的直达波与多径,共M条;ai(θm)表示阵列第i个单元的第m条多径对应的阵列流形;ck(n-l)为第k个干扰电台的第l条直达波与多径,共L条,而bi(θlk)表示阵列第i个单元的第k个干扰电台第l条多径对应的阵列流形;m表示参考电台多径序号、M表示参考电台多径数量、k表示干扰电台序号、K表示干扰电台数量、l干扰电台多径序号、L干扰电台多径数量;N单元一维等间隔线阵中第l个波束输出形式如下:yl(n)=Σi=0N-1βixi(n)---(2)]]>βi=αiej2πdλ(i-1)sinθ---(3)]]>式中,αi表示幅度加权,λ表示雷达波长,θ为波束指向角,d为阵元间隔,j表示复数;对于参考电台与同频干扰电台而言,都存在直达波与多径杂波的叠加问题;因此对于雷达接收天线阵列的一个单元而言,式(1)属于卷积混合模型;为了简化处理,形成针对干扰电台和参考电台的波束,从而提高相应干扰电台与参考电台的直达波信号强度,同时抑制多径的强度;当多径从副瓣进入时,对于对准直达波的波束而言,系统模型简化为xi(n)=ai(θ0)ai(θ0)h(0)s(n)+Σk=0K-1bi*(θ0)bi(θ0)ck(0)Jk(n)+ϵ(n)---(4)]]>该模型即瞬时混合模型,其中,θ0为当前波束指向。步骤(2)中,所述瞬时ICA盲源分离算法具体的步骤如下:(2-1)设定输入,为波束形成的多波束构成的向量Y=[yS,y1,…,yJ]T(5)式中[·]T表示转置运算;(2-2)设定输出P=[p1,p2,…,pJ+1]T(6)(2-3)设定非线性函数g(y)=1a1log2cosh(a1y)---(7)]]>式中log2[·]表示以2为底的对数,cosh(·)表示双曲余弦,a1表示变换系数;(2-4)设定非线性函数一阶导数g'(y)=tanh(a1y),1≤a1≤2(8)式中tanh(·)表示双曲正切函数;(2-5)初始化权向量w(0)=0,n=0(9)(2-6)权向量更新w(n+1)=E{Yg[wT(n)Y]
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