基于匹配的抗干扰时频域复合波形抗干扰方法与装置

本发明属于雷达和电子对抗，更具体地，涉及一种基于匹配的抗干扰时频域复合波形抗干扰方法与装置，适用于具备可编辑的雷达发射信号设备中，也可用于通信、声呐等的其他电子设备中。

背景技术：

1、雷达信号的种类很多，通常在不同的场合需要用到不同的波形，其中线性调频信号则是最常用的一种雷达波形。原因在于线性调频信号可以较好地解决雷达作用距离和分辨率之间的矛盾，使得雷达能够通过滤波处理后，既实现了同等功率下更远的作用距离，也实现了距离分辨率的提升。正因为线性调频信号具有优良的性能，且被广泛应用，所以针对其的干扰样式也特别多，其中切片转发式干扰就是对抗线性调频信号的高效干扰方式。目前针对这种干扰的方式主要有二种：一是变频，将雷达发射信号通过跳频方式工作到没有干扰的频点去；二是采用脉内捷变方式工作，采用宽带信号进行对抗。第一种方式适用于工作频率具有较宽带的雷达，一般雷达的工作带宽通常只有几百兆，所以在宽带干扰情况下是无法进行跳频的。第二种方式需要进行脉内的运动补偿计算，所以需要增加很多处理设备，另外第二种方式还存在一个缺点，算法通常只能对抗切片转发式干扰，当存在复合干扰时算法失效。

技术实现思路

1、本发明的目的正是针对上述背景技术中的不足之处提出的。通过参数分析、匹配参数、时频信号产生、波形调制、波形复合、预处理和滤波。首先，通过雷达的侦察设备或外部信息源，获得切片转发式干扰的波形参数；利用干扰参数来设计发射信号的匹配参数；利用波形产生器产生多个时频信号，并按匹配参数进行切分；利用干扰参数对复合后的信号进行正交调制；利用干扰参数将多个波形进行复合，组成一个新的发射信号波形；将调制后的波形存储、发射，并进行接收，对接收后的数据进行预处理；最后再对未受干扰的波形进行匹配滤波处理。由于本发明只涉及到雷达的波形产生器，所以整个雷达系统不需要改造，只需要将信号处理中的匹配滤波算法进行更新即可，方便工程实现。本发明技术可用于各类雷达的信号产生设备中，实现简单，具有广阔的应用前景。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于匹配的抗干扰时频域复合波形抗干扰方法，包括如下步骤：

3、（1）根据雷达的侦察设备或外部信息源，获得切片转发式干扰的波形参数，包括单个切片的时长，和单个切片的周期；

4、（2）利用切片转发式干扰的波形参数来设计发射信号的个数，计算公式为：，其中，符号表示取整数，根据参数和值确定发射信号的脉宽，个发射信号的脉宽均为的整数倍，，为大于的整数；

5、（3）根据发射信号的脉宽，产生个调频信号

6、

7、式中，表示第个发射信号的第个切片，的范围从1至，的范围从1至；

8、（4）对发射信号进行相位调制，其中第个信号调制公式为

9、

10、其中，为调制的相位值，由随机数产生，的范围从1至；

11、（5）对产生的发射信号进行波形复合

12、

13、上式实现个调制信号的复合，此时信号的脉宽是单个信号的倍；

14、（6）对上述产生的波形进行存储并发射，接收处理时得到信号与干扰的混合波形，其中为时间变量，变化范围为脉冲重复周期，则数据是由经目标反射和干扰机切片转发后的混合信号，由于发射信号和转发干扰是匹配的，所以干扰转发第个信号，则接收数据中第个信号位置中是干扰，对数据进行如下处理

15、

16、式中，为门限，由先验信息决定，上式表示当某个时间的接收数据其幅度值大于等于门限时则直接置0，小于时则保留原值；

17、（7）对数据中无干扰的其它信号进行匹配滤波处理，从而实现干扰的抑制，后续再进行常规的雷达信号处理。

18、本发明的一个实施例中，在所述步骤（3）中，产生的个调频信号是：个线性调频信号。

19、本发明的一个实施例中，在所述步骤（3）中，产生的个调频信号是：个非线性调频信号或相位编码信号。

20、本发明的一个实施例中，在步骤（3）中，产生的个调频信号是：线性调频信号、非线性调频信号和相位编码信号组成的混合信号。

21、本发明的一个实施例中，在步骤（4）中的相位调制，相位均为0。

22、本发明的一个实施例中，在步骤（4）中的相位调制，采用二相码调制或四相码调制。

23、按照本发明的另一方面，还提供了一种基于匹配的抗干扰时频域复合波形抗干扰装置，包括参数分析模块、发射信号设计模块、调频信号生成模块、信号调制模块、波形复合模块、存储发射模块和匹配滤波处理模块，其中：

24、所述参数分析模块，用于根据雷达的侦察设备或外部信息源，获得切片转发式干扰的波形参数，包括单个切片的时长，和单个切片的周期；

25、所述发射信号设计模块，用于利用切片转发式干扰的波形参数来设计发射信号的个数，计算公式为：，其中，符号表示取整数，根据参数和值确定发射信号的脉宽，个发射信号的脉宽均为的整数倍，，为大于的整数；

26、所述调频信号生成模块，用于根据发射信号的脉宽，产生个调频信号

27、

28、式中，表示第个发射信号的第个切片，的范围从1至，的范围从1至；

29、所述信号调制模块，用于对发射信号进行相位调制，其中第个信号调制公式为

30、

31、其中，为调制的相位值，由随机数产生，的范围从1至；

32、所述波形复合模块，用于对产生的发射信号进行波形复合

33、

34、上式实现个调制信号的复合，此时信号的脉宽是单个信号的倍；

35、所述存储发射模块，用于对上述产生的波形进行存储并发射，接收处理时得到信号与干扰的混合波形，其中为时间变量，变化范围为脉冲重复周期，则数据是由经目标反射和干扰机切片转发后的混合信号，由于发射信号和转发干扰是匹配的，所以干扰转发第个信号，则接收数据中第个信号位置中是干扰，对数据进行如下处理

36、

37、式中，为门限，由先验信息决定，上式表示当某个时间的接收数据其幅度值大于等于门限时则直接置0，小于时则保留原值；

38、所述匹配滤波处理模块，用于对数据中无干扰的其它信号进行匹配滤波处理，从而实现干扰的抑制，后续再进行常规的雷达信号处理。

39、本发明的一个实施例中，所述调频信号生成模块产生的个调频信号是：个线性调频信号；或者个非线性调频信号或相位编码信号。

40、本发明的一个实施例中，所述调频信号生成模块产生的个调频信号是：线性调频信号、非线性调频信号和相位编码信号组成的混合信号。

41、本发明的一个实施例中，所述信号调制模块的相位调制，相位均为0；或者采用二相码调制或四相码调制。

42、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

43、（1）发明方法只需在雷达的信号产生设备中产生相应的波形，所以其适用性广，易于改造，且容易推广；

44、（2）发明方法属于波形抗干扰，在雷达信号处理模块中只需添加相应的波形滤波器即可实现，运算量小，和原来的系统相比运算增加很小，适合直接升级；

45、（3）本发明方法只涉及信号产生和处理，即只需要升级处理系统和软件即可，不改变其它系统结构，具有推广应用价值。