基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法与流程

技术特征：

1.一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取雷达回波信号，并在所述雷达回波信号中提取干扰信号；

步骤2，分别对雷达回波信号进行延时处理和共轭处理，然后将延时处理后的雷达回波信号与共轭处理后的雷达回波信号进行相乘，得到延时处理后的干扰信号；

步骤3，对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号，并依次计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计和干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计；

步骤4，根据干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计，得到W个FRFT阶数值，根据所述W个FRFT阶数值对应得到干扰信号的二维平面，进而得到干扰信号的三维搜索图形，并确定干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p₀；W为大于0的正整数；

步骤5，利用干扰信号的三维搜索图形的精确阶次p₀对雷达回波信号进行p₀阶FRFT变换，得到p₀阶FRFT变换后的雷达回波信号；

步骤6，对p₀阶FRFT变换后的雷达回波信号进行干扰信号抑制处理，得到干扰信号抑制后的雷达回波信号；

步骤7，对干扰信号抑制后的雷达回波信号进行FRFT逆变换，得到FRFT逆变换后的雷达回波信号，所述FRFT逆变换后的雷达回波信号为干扰信号抑制后的时域雷达回波信号。

2.如权利要求1所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤1中，所述在所述雷达回波信号中提取干扰信号，其过程为：

从雷达的天线处接收雷达回波信号，根据所述雷达回波信号得到雷达回波信号的时频关系分布图；在雷达回波信号的时频关系分布图中，横坐标轴为时间，纵坐标轴为频率；在雷达回波信号的时频关系分布图中提取干扰信号，该干扰信号的时频分布在雷达回波信号的时频关系分布图中为一条直线，且所述干扰信号为线性调频信号；其中，确定第n个采样点处的干扰信号为x(n)，f₀为雷达回波信号的载频，f_s为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，K＝B/T，B为干扰信号的带宽，T为干扰信号的时宽，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,N_J-1]，N_J＝T×f_s，N_J为干扰信号的采样点数。

3.如权利要求1所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤2中，将所述延时处理后的干扰信号记为其表达式为：其中，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数，M<n，e表示指数函数，f_s为雷达回波信号的采样频率，K为干扰信号的调频斜率，f₀为雷达回波信号的载频，n表示干扰信号中第n个采样点，n∈[0,N_J-1]，N_J＝T×f_s，N_J为干扰信号的采样点数。

4.如权利要求1或3所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：

对延时处理后的干扰信号进行快速傅里叶变换FFT，得到经过快速傅里叶变换的干扰信号获取经过快速傅里叶变换的干扰信号的峰值点位置，进而计算得到干扰信号的调频斜率精确估计a，f为经过快速傅里叶变换的干扰信号中峰值点对应的频率，f_s为雷达回波信号的采样频率，M为对雷达回波信号进行延时处理包括的延时点数；

然后确定干扰信号的FRFT变换阶次p；当干扰信号的FRFT变换为冲击函数时，计算得到干扰信号的调频斜率粗略估计u'，然后根据干扰信号的调频斜率粗略估计u'，计算得到干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计p，arccot为反正切操作。

5.如权利要求1或3所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，步骤4的具体过程为：

根据干扰信号进行FRFT时所需的阶次粗略估计p，确定干扰信号进行精确FRFT变换时所需阶次的变化范围[p-△,p+△]，0<△<1；

对干扰信号进行精确FRFT变换时所需阶次的变化范围[p-△,p+△]以步长δ进行均匀划分，0<δ<1；进而得到W个FRFT阶数值，根据所述W个FRFT阶数值对应得到干扰信号的(u,h)二维平面，u为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后对应的类频率域，简记为u域；h为u域对应的幅度值；其中，第w个FRFT阶数值对应所述干扰信号的第w'个二维平面(u_w',h_w')，u_w'为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后对应的第w'个类频率域，简记为第w'个u_w'域；h_w'为第w'个u_w'域对应的幅度值，w∈{1,2,…,W}，w'∈{1,2,…,W'}，W为FRFT阶数值的总个数，W'为干扰信号的二维平面总个数；FRFT阶数值的总个数与干扰信号的二维平面总个数相等且一一对应；W为大于0的正整数；

然后利用W个FRFT阶数值分别对雷达回波信号进行p阶FRFT变换，分别得到W个经过p阶FRFT变换二维平面；再将所述W个经过p阶FRFT变换的二维平面分别作为一个切片进行叠加，进而得到干扰信号的三维搜索图形(p,u,h)，并确定干扰信号的三维搜索图形的精确阶次为p₀，p₀表示干扰信号的三维搜索图形中u域对应的幅度最大值点对应的FRFT变换阶次，p为干扰信号进行FRFT变换时所需的阶次粗略估计。

6.如权利要求1所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤5中，将所述p₀阶FRFT变换后的雷达回波信号记为X_p0(u)，其表达式为：

$X_{p_0}\left(u\right)=S_{p_0}\left(u\right)+J_{p_0}\left(u\right)+N_{p_0}\left(u\right)$

其中，u为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后对应的类频率域，简记为u域；为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的有用目标信号，为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的噪声，为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的干扰信号。

7.如权利要求6所述的一种基于FRFT的线性调频雷达干扰快速抑制方法，其特征在于，在步骤6中，所述干扰信号抑制后的雷达回波信号其表达式为：

$X_{p_0}^{\&prime;}\left(u\right)=X_{p_0}\left(u\right)M\left(u\right)=S_{p_0}\left(u\right)M\left(u\right)+J_{p_0}\left(u\right)M\left(u\right)+N_{p_0}\left(u\right)M\left(u\right)$

其中，M(u)为中心频率为u₀、带宽为10Hz的理想带阻滤波器，u₀为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后对应的类频率域中心频率，u为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后对应的类频率域，简记为u域；为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的有用目标信号，为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的噪声，为雷达回波信号进行p阶FRFT变换后包含的干扰信号，X_p0(u)为p₀阶FRFT变换后的雷达回波信号。