一种杂波背景下对机载雷达的有源压制式干扰抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种杂波背景下对机载雷达的有源压制式干 扰抑制方法，用于在杂波背景下，对机载雷达的有源压制式干扰进行抑制。
【背景技术】
[0002] 对于机载雷达来说，受机械加工等诸多因素的影响，各阵元不可能完全一样，不同 阵元的方向图很难保持一致，导致各阵元的副瓣难以达到非常低，从而导致机载雷达接收 到的回波的副瓣杂波不仅多而且强，很容易遮盖住目标回波信号。另一方面，目标系统为了 降低被机载雷达系统发现的概率，常常会采取一定的电子对抗措施，发射电磁干扰信号，同 样造成机载雷达系统的目标探测性能下降，所以需要采取一定的措施来抑制机载雷达回波 中的干扰信号和杂波信号。
[0003] 干扰信号分为有意干扰和无意干扰，其中，有意干扰是针对雷达采取的带有特定 敌意的电子攻击行为，它可以在空域、时域、频域、极化域等多维域中对雷达形成干扰，使得 目标回波特性被扭曲或变形，导致雷达无法准确探测出目标。有源压制干扰是最早出现的 一种有意干扰形式，它主要是通过发射功率较大的噪声或者类噪声信号，覆盖雷达系统的 整个带宽，从而掩盖目标回波信号，使雷达无法检测出目标。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种杂波背景下对机载雷达的 有源压制式干扰抑制方法，该方法能够有效抑制有源压制式干扰、改善目标信干噪比，能够 明显提高机载雷达系统在干扰环境中的目标检测性能。
[0005] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0006] -种杂波背景下对机载雷达的有源压制式干扰抑制方法，其特征在于，包括以下 步骤：
[0007] 步骤1，设定机载雷达的阵元个数为N;对第η个阵元回波数据矩阵Xn进行傅里叶变 换，得到第η个阵元的多普勒数据矩阵Υ η;其中，第η个阵元回波数据矩阵乂"的维数为KXL，K 为相参脉冲的个数，L为距离单元的个数，n = l，2，. .，N;
[0008] 步骤2,设定杂波相对于第η个阵元的角度θη的取值范围为0ne [-90°，90°]，确定杂 波的多普勒频率的最小值fd,min和杂波的多普勒频率的最大值fd, max，从而确定杂波的多普 勒频率fd的取值范围为fde [fd,min，fd,max];
[0009] 步骤3,根据杂波的多普勒频率fd的取值范围，确定噪声区的多普勒频率fn的取值 范围，并计算噪声区的多普勒频道k n;
[0010] 步骤4,根据所有N个阵元的多普勒数据矩阵h，...，Yn，...，YN，计算噪声区的回波 功率
[0011] 步骤5,根据噪声区的回波功率《判断机载雷达是否受到干扰，如果噪声区的回波 功率?η2<;^；2,则机载雷达受到干扰，依次执行步骤6-步骤9,如果噪声区的回波功率 <>取^，则机载雷达没有受到干扰，执行步骤10;其中，η为设定的门限值，<为噪声功 率；
[0012] 步骤6,根据所有Ν个阵元的多普勒数据矩阵Yi，...，γη，...，ΥΝ，得到噪声数据矩阵 Ζ'，并计算干扰的协方差矩阵i,;对干扰的协方差矩阵$进行特征分解，确定干扰个数;计 算每个干扰的角度；
[0013] 步骤7,根据每个干扰的角度，构造辅助主波束变换矩阵TAux，并根据所有N个阵元 的多普勒数据矩阵Yi，. . .，Yn，. . .，Yn，形成辅助波束ZAux，所述辅助波束ZAux指向干扰方向；
[0014] 步骤8,根据所有N个阵元的多普勒数据矩阵Yh ...，Yn，...，YN，形成第k个多普勒 频道的主波束ZMain,k;根据辅助波束Z Aux和第k个多普勒频道的主波束ZMain,k抑制第k个多普 勒频道的干扰信号，得到抑制干扰后的第k个多普勒频道的数据矩阵Z c,k;所述第k个多普勒 频道的主波束ZMain,k指向目标方向；其中，k=l，2,. . .，K，K为多普勒频道的个数；
[0015] 步骤9,对抑制干扰后的第k个多普勒频道的数据矩阵Zc,k进行空时自适应处理，得 到杂波抑制后的第k个多普勒频道的数据矩阵Ιλ;其中，1^=1，2，...，1(，1(为多普勒频道的 个数；
[0016] 步骤10,对第k个多普勒频道的数据矩阵Yk进行空时自适应处理，得到杂波抑制后 的第k个多普勒频道的数据矩阵Ιλ;其中，第k个多普勒频道的数据矩阵Y k = Y(:，k，：），Y表 示由Ν个阵元的多普勒数据Yi，. . .，Yn，. . .，ΥΝ组成的三维多普勒数据矩阵，Y(n，：，：）=Υη，Υη 为第η个阵元的多普勒数据矩阵，k=l，2，. . .，Κ，Κ为多普勒频道的个数。
[0017] 本发明的有益效果为：当机载雷达接收到回波信号中存在干扰和杂波信号时，本 发明首先对机载雷达的回波信号进行干扰抑制，能够使杂波子空间的维数大大降低，然后 再采用空时自适应处理来抑制杂波，能够明显提高机载雷达系统在干扰环境中的目标检测 性能。
【附图说明】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0019] 图1为本发明的流程图；
[0020] 图2a为机载雷达在没有受到干扰时的回波信号；
[0021] 图2b为机载雷达在受到干扰时的回波信号；
[0022]图3a为对机载雷达回波信号进行处理后的距离多普勒图；
[0023]图3b为对机载雷达回波信号进行干扰抑制处理后的距离多普勒图；
[0024]图3c为对机载雷达回波信号进行杂波抑制处理后的距离多普勒图；
[0025] 图4为对机载雷达回波信号进行级联抑制处理后的第15个多普勒频道的空间频率 随归一化多普勒频率的变化图；
[0026] 图5为对机载雷达回波信号进行ro处理、级联抑制处理后的改善因子曲线对比图。
【具体实施方式】
[0027] 参照图1，本发明的一种杂波背景下对机载雷达的有源压制式干扰抑制方法，包括 以下具体步骤：
[0028] 步骤1，设定机载雷达的阵元个数为N;对第η个阵元回波数据矩阵Xn进行傅里叶变 换，得到第η个阵元的多普勒数据矩阵Υ η;其中，第η个阵元回波数据矩阵乂"的维数为KXL，K 为相参脉冲的个数，L为距离单元的个数，n = l，2，. .，N。
[0029] 所述第η个阵元的多普勒数据矩阵Yn，其表达式为：
[0030]
[0031]其中，TFFT为傅里叶变换系数矩阵，其维数为ΚΧΚ，上标Η表示共辄转置。
[0032]步骤2,设定杂波相对于第η个阵元的角度θη的取值范围为0ne [-90°，90°]，确定杂 波的多普勒频率的最小值fd,min和杂波的多普勒频率的最大值fd,max，从而确定杂波的多普 勒频率f d的取值范围为fde[fd,min，fd, max]。
[0033] 所述杂波的多普勒频率fd，其表达式为：
[0034] fd= (2v/A)sin9n
[0035] 其中，v表示载机的飞行速度，λ表示机载雷达的工作波长；
[0036]设定杂波相对于第η个阵元的角度θη的取值范围为0ne [-90°，90°]，则杂波的多普 勒频率的最小值fd,min= (2v/A)sin(-90° ) =-2ν/λ，杂波的多普勒频率的最大值fd,max = (2￥八)5^11(90°) = 2￥八，杂波的多普勒频率〇的取值范围为〇已[心,_，0_」，8时(1三[- 2ν/λ,2ν/λ]〇
[0037] 步骤3,根据杂波的多普勒频率fd的取值范围，确定噪声区的多普勒频率fn的取值 范围，并计算噪声区的多普勒频道k n。
[0038] 所述噪声区的多普勒频率匕的取值范围为:匕已{[^/2丄,-川的_，匕/2]}。
[0039] 所述噪声区的多普勒频道kn，其表达式为：
[0040]
[0041 ]其中，7n为噪声区的归一化多普勒频率，忑,fr为脉冲重复频率，K为多普 勒频道的个数。
[0042]步骤4,根据所有N个阵元的多普勒数据矩阵A，...，Yn，...，YN，计算噪声区的回波 功率
[0043]步骤4的具体子步骤为：
[0044] 4.1对所有Ν个阵元的多普勒数据矩阵Yi，...，Υη，...，ΥΝ进行空域波束形成处理， 得到和波束数据矩阵Ζ，其表达式为：
[0045] Z=wHY
[00