基于频率分集阵列的mimo雷达的欺骗式干扰抑制方法
【专利摘要】本发明属于雷达干扰抑制【技术领域】，特别涉及基于频率分集阵列的MIMO雷达的欺骗式干扰抑制方法。其具体步骤为：利用所述频率分集阵列发射信号，得出所述频率分集阵列中每个阵元发射的信号，频率分集阵列中任意两个阵元的发射波形相互正交；得出所述各阵元载频均相同的N元等距线阵中每个阵元接收的目标的回波信号；对n阵元发m阵元收的目标回波信号进行匹配滤波，得到经匹配滤波处理后的n阵元发m阵元收的目标回波信号rs,mn；得出目标回波信号的快拍数据矢量xs；对该目标回波信号进行自适应波束形成，从而对假目标产生器产生的假目标回波信号进行抑制。
【专利说明】基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达的欺骗式干扰抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达干扰抑制【技术领域】，特别涉及基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达的 欺骗式干扰抑制方法，主要用于实现对主瓣的欺骗式干扰的压制。
【背景技术】
[0002] 随着军用雷达的发展，电子对抗技术引起了广泛的关注。假目标产生器（FTG)通 过截获雷达信号，包括目标的速度，高度和位置等信息，然后产生一系列不同距离和多普勒 频率的假目标来欺骗雷达系统，从而降低了识别真实目标的能力。
[0003] 在传统的雷达系统中，一些电子反对抗的方法如脉冲分集在电子对抗环境中可以 进行目标侦查，但脉冲分集会导致高的距离旁瓣，降低信干比并会限制压制干扰的能力。相 控阵雷达可以实现波束形成，有压制多种干扰的能力，但当假目标产生器在相控阵的主瓣 上时，它无法从由假目标产生器产生的众多假目标中分辨出真实的目标。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出基于频率分集阵列ΜΜ0(多输入多输出）雷达的欺骗式干 扰抑制方法，本发明充分利用频率分集阵列可控的自由度，在发送-接收平面内可以区分 出真实目标和假目标。本发明是基于在FDA-MM0雷达（频率分集阵列ΜΜ0雷达）中，信 号发送端的导向矢量不仅依赖于角度，还依赖于距离这样一个事实，因此，接收端的波束形 成也是距离-角度依赖的。这样只有确定的距离和角度的目标才能被检测到。该方法不仅 可以有效的抑制旁瓣的欺骗式干扰，还可以有效的抑制主瓣的欺骗式干扰。
[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] 基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达的欺骗式干扰抑制方法包括以下步骤：
[0007] 步骤1，在所述基于频率分集阵列的ΜΜ0雷达中，构造所述频率分集阵列的阵列 结构，所述频率分集阵列为具有Ν个阵元的均匀线阵，所述频率分集阵列的参考频率为&， 所述频率分集阵列的频率增量为Af;
[0008] 步骤2,利用所述频率分集阵列发射信号，得出所述频率分集阵列中第η个阵元发 射的信号s n(t)，η = 1，2,…，N，t表示时间变量；所述频率分集阵列发射信号时，频率分集 阵列中任意两个阵元的发射波形相互正交；
[0009] 步骤3,利用所述具有N个阵元的均匀线阵接收目标的回波信号，每个阵元接收回 波信号时使用相同的载频，得出所述各阵元载频均相同的N元等距线阵中第m个阵元接收 的目标的回波信号ι^α)，πι = 1，2,…，N;
[0010] 步骤4,对η阵元发m阵元收的目标回波信号进行匹配滤波，得到经匹配滤波处 理后的η阵元发m阵元收的目标回波信号rs，mn，所述η阵元发m阵元收的目标回波信号 指：由所述频率分集阵列中第η个阵元发射的信号经目标反射后再由所述具有N个阵元的 均匀线阵中第m个阵元接收的目标回波信号；得出目标回波信号的快拍数据矢量x s，xs =
【权利要求】
1. 基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达的欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤1，在所述基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达中，构造所述频率分集阵列的阵列结构， 所述频率分集阵列为具有Ν个阵元的均匀线阵，所述频率分集阵列的参考频率为&，所述频 率分集阵列的频率增量为Af; 步骤2,利用所述频率分集阵列发射信号，得出所述频率分集阵列中第η个阵元发射的 信号sn(t)，η = 1，2,…，N，t表示时间变量；所述频率分集阵列发射信号时，频率分集阵列 中任意两个阵元的发射波形相互正交； 步骤3,利用所述具有N个阵元的均匀线阵接收目标的回波信号，每个阵元接收回波信 号时使用相同的载频，得出所述各阵元载频均相同的N元等距线阵中第m个阵元接收的目 标的回波信号 rs，m(t),m = 1,2, "·，Ν; 步骤4,对η阵元发m阵元收的目标回波信号进行匹配滤波，得到经匹配滤波处理后的 η阵元发m阵元收的目标回波信号，所述η阵元发m阵元收的目标回波信号指：由所述 频率分集阵列中第η个阵元发射的信号经目标反射后再由所述具有N个阵元的均匀线阵中 第m个阵元接收的目标回波信号；得出目标回波信号的快拍数据矢量x s，xs= [&η，&12，… ，&1Ν，…，r s，mn，…，&ΝΝ]Τ，其中，上标Τ表示矩阵或向量的转置；得出目标回波信号的快拍数 据矢量x s的协方差矩阵、以及频率分集阵列发射信号的导向矢量； 步骤5,当所述具有N个阵元的均匀线阵每接收到一个目标回波信号时，得出所述目标 与所述具有N个阵元的均匀线阵的距离、以及所述目标的到达角；然后，根据所述目标与所 述具有N个阵元的均匀线阵的距离、以及所述目标的到达角，得出目标对应的频率分集阵 列发射信号的导向矢量；利用所述目标对应的频率分集阵列发射信号的导向矢量、以及目 标回波信号的快拍数据矢量的协方差矩阵，对该目标回波信号进行自适应波束形成，得到 对应的输出功率；根据每个目标的回波信号对应的输出功率，来对假目标产生器产生的假 目标回波信号进行抑制。
2. 如权利要求1所述的基于频率分集阵列的ΜΙΜΟ雷达的欺骗式干扰抑制方法，其特征 在于，在步骤1中，频率分集阵列中第η个阵元发射信号的载频4表示为： 4. f〇+(n-l) Δ f η = 1, 2, ···, N ； 在步骤2中，利用所述频率分集阵列发射信号，所述频率分集阵列中第n个阵元发射的 信号sn(t)表不为：
其中，仍,(0是所述频率分集阵列中第η个阵元发射的信号的复包络，E表示所述频率 分集阵列Ν个阵元发射的信号的总能量；fn表示频率分集阵列中第η个阵元发射信号的载 频，t表示时间变量，Τ表示所述频率分集阵列的脉冲重复周期。
3. 如权利要求1所述的基于频率分集阵列的MM0雷达的欺骗式干扰抑制方法，其特 征在于，在步骤3中，所述具有N个阵元的均匀线阵中第m个阵元接收的目标的回波信号 rS，m⑴表不为：
其中，ξ s表示已知的目标的复系数，η = 1，2,-·，Ν ;仍,(/)是所述频率分集阵列中第η 个阵元发射的信号的复包络，t表示时间变量，fn表示频率分集阵列中第η个阵元发射信号 的载频，Ts(m，n)表示由所述频率分集阵列中第η个阵元发射的信号经目标反射后再由所 述具有Ν个阵元的均匀线阵中第m个阵元接收的时间延迟，m = 1，2,…，Ν ; τ s(m, η)表示 为：
其中，rs表示目标与雷达天线阵列的距离，c为光速，Θ s表示目标的到达角，d表示所 述具有N个阵元的均匀线阵的阵元间距。
4.如权利要求1所述的基于频率分集阵列的MMO雷达的欺骗式干扰抑制方法，其特征 在于，在步骤4中，经匹配滤波处理后的η阵元发m阵元收的目标回波信号为： rs,mn = ξ sexp{-j4 π fnrs/c} exp {j2 π fndsin Θ s (n-1)/c} exp {j2 π fndsin Θ s(m-l)/c} 其中，n = 1, 2,…，N ;m = 1, 2, "·，Ν ; ξ s表示已知的目标的复系数，fn表示频率分集 阵列中第η个阵元发射信号的载频，r s表示目标与雷达天线阵列的距离，c为光速；d表示 所述具有N个阵元的均匀线阵的阵元间距，0s表示目标的到达角； 在步骤4中，频率分集阵列发射信号的导向矢量a(0s，rs)为： a( 9s? rs) = a0 ( Θ s) 〇 ar(rs) 其中，Θ代表矩阵的点乘，并且有： a〇 ( Θ s) = [1，exp (j2 π d sin Θ s/λ 0)，...，exp (j2 π dsin Θ s(N_l) / λ 0) ]T ar(rs) = [l,exp(-j4n Af rs/c)，...，exp(-j4：n Afrs(N-l)/c)]T 其中，上标T表示矩阵或向量的转置，λ ^ = c/%，c为光速，&为频率分集阵列的参考 频率。
【文档编号】G01S7/36GK104297734SQ201410558774
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】朱圣棋, 廖桂生, 许京伟, 宋萌萌, 胡海洋, 张骏杰, 王震, 霍恩来 申请人:西安电子科技大学