基于动目标检测的lfm脉冲雷达抗drfm干扰方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达抗干扰技术领域，特别是一种基于动目标检测的线性调频 化inear Frequenc^y Modulation,LFM)脉冲雷达抗数字射频存储器（Digital Radio Rrequency Memory，DRFM)干扰方法。
【背景技术】
[0002] 相干干扰要求干扰信号是雷达波形的精确模拟，目前主要采用DRFM来实现。基于 DRFM的干扰系统截获到LFM脉冲雷达发射信号，经下变频后进行采集、存储，在适当时机读 出，经D/A转换为模拟信号再上变频为射频信号。在一定条件下，DRFM重构的干扰信号是雷 达信号的精确复制，因此可产生有效的欺骗干扰。
[0003] 由于DRFM干扰信号是由对雷达福射信号的截获、采样、存储和转发而来的，能够精 确复制脉内细微特征，并与雷达回波信号具有高度相关性，因而能够获得雷达处理增益，有 效地利用干扰发射功率。DRFM干扰信号可在时域、频域上与目标回波信号重叠。干扰机在发 射干扰信号时，可W对干扰信号附加时延、频率、相位或幅度调制，同时干扰平台与雷达间 相对位置和速度的改变都可能使干扰信号参数发生变化，从而使得干扰信号处于动态变化 过程中。
[0004] DRFM干扰信号与雷达信号具有强相干性且主要是由主瓣进入雷达，因而W常规的 天线或体制抗干扰措施难W对抗该种干扰形式。
[0005] 目前，国内外有不少专家学者都在从事雷达转发式干扰抑制技术的研究工作。脉 冲分集技术可W抗转发式干扰，然而运种方法对发射波形有很高的要求，雷达体系结构要 求较高，代价较大。吴亿锋等人提出了一种基于最大似然估计的转发式干扰环境中运动目 标的检测算法，但该方法仅对转发式干扰与运动目标的波达方向存在一定偏差时有效。卢 云龙等人提出了基于干扰信号谐波分量调频率匹配的检测方法，该方法建立了谐波分量调 频率参数库，利用分数阶傅里叶变换检测雷达回波中LFM信号分量并估计其调频率，通过与 参数库进行匹配分析，实现干扰信号的检测，但该方法仅在信噪比大于5地时，干扰正确检 测概率才能达到90%。卢刚等人通过自适应滤波从时一频解禪后的信号中估计出干扰信号 并对干扰信号进行对消，该方法仅能对抗单一的距离转发式干扰，对速度转发式干扰或距 离-速度转发式干扰则效果不佳。
[0006] 由上可知，已有的方法对干扰抑制性能有限，且大多算法的实现对信噪比要求较 局，雙f目噪比影响较大。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种基于动目标检测（Moving Target Detection,MTD)的 LFM脉冲雷达抗DRFM干扰的方法。
[000引实现本发明目的的技术解决方案具体为:一种基于动目标检测的LFM脉冲雷达抗 DRFM干扰方法，包括W下步骤：
[0009] 步骤I、对LFM雷达回波信号进行脉冲压缩和MlD处理，之后对MTD处理的结果XMTD进 行峰值捜索，找出两个峰值的位置，分别记为maxi和max2;
[0010] 步骤2、W第一峰值maxi为中屯、，对MTD处理的结果加二维凯撒窗，仅保留第一峰值 maxi，压低第二峰值max2，得到处理结果XMTDi;
[0011] 步骤3、对处理结果XMTDl进行逆MTD处理得到恢复的脉冲压缩结果XMF1，再进行逆脉 冲压缩处理，得到恢复的时域信号具体为：
[001。步骤3-1、对处理结果XMTDi进行逆MTD处理，具体为：
[OOU] 对XMTDl进行纵向逆FFT运算，得到恢复的一个CPI内每个PRI的脉冲压缩的结果XMFl
[0014] XMFl = Ifft(XMTDl)
[0015] = 1，2，…，N对应第k个PRI的脉冲压缩的结果，则将其表示为：
[0017] 其中N为一个CPI内PRI的个数；
[001引步骤3-2、对上一步得到的而邮进行逆脉冲压缩处理，即将和匹配滤波器进 行逆卷积，具体为：
[0020] 其中，XMFi(f)表示恢复的脉冲压缩的结果XMFi的频域表示，义吗.(y)，k=l，2,…，N 表示第k个PRI的脉冲压缩的结果的频域表示，Hm(f)表示匹配滤波器的频率响应；
[0021] 步骤3-3、对步骤3-2的结果进行逆FFT处理，得到恢复的时域信号：
[002。义;(")=渐'(乂^/'；))。
[0023] 步骤4、W第二峰值max2为中屯、，对MTD的结果加二维凯撒窗，仅保留峰值max2,压低 第一峰值maxi，得到处理结果XMTD2，之后对处理结果XMTD2进行逆MTD处理得到恢复的脉冲压 缩结果XMF2，再进行逆脉冲压缩处理，得到恢复的时域信号；:（.1/);
[0024] 步骤5、对目标和干扰进行鉴别，确定目标对应的峰值和干扰对应的峰值。具体为：
[0025] 步骤5-1、分别计算时域信号和时域信号在每个PRI期间的回波脉宽内 相位统计次数方差，具体为：
[0026] 将[-3T，JT]分割成P个子区间，每个子区间表示为
[0027] 0 j = [ 2 j-P-2，2 j-P>/P，j = 1，2，…，P，设Ni( 0 )和N2 ( 0 )分别为两个信号在子区 间0上相位的统计次数，L为每个PRI脉宽内信号的采样点数，则 fi(n)和去2 (")相位统计次 数方差分别表示为
[0030]步骤5-2、将1个CPI内每个PRI的方差累加得到方差和，之后比较馬(M)和起(")的 相位方差和，方差和小的是目标回波信号，方差和大的是DRFM干扰回波信号，所用公式为：
为干扰，.皂(/?)为Hl小 为口标，馬（")为干扰
[00创其中。11，。21分别表示兩的和.M")第i个PRI的相位统计次数方差，N为PRI的个 数。
[0033] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1)本发明的方法利用MTD处理后的结果 进行处理，在较低的信噪比下，也能分离出干扰和目标；（2)本发明的方法在DRFM干扰相位 量化位数小于等于3,干信比为10地，信噪比大于-15地时，对干扰和目标正确鉴别的概率接 近100% ; (3)本发明的方法能有效地对抗距离一速度同步干扰。
[0034] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明基于MTD的LFM脉冲雷达抗DRFM干扰流程示意图。
[0036] 图2是LFM脉冲雷达1个PRI内回波信号，其中图（a)是只含有目标的1个PRI内回波 信号，图(b)是含有目标和DRFM干扰的1个PRI内的回波信号。
[0037] 图3是对含有目标和DRFM干扰的LFM脉冲雷达回波信号做脉冲压缩和MTD处理后的 结果。
[003引图4是队Iiaxi为中屯、产生的二维凯撒窗。
[0039] 图5是Wmaxi为中屯、，对MlD的结果加二维凯撒窗的处理结果XMTDi。
[0040] 图6是对XMTDi进行逆MlD处理后的1个PRI内的结果。
[0041] 图7是通过逆MTD和逆脉冲压缩恢复的时域结果-个PRI内的波形图。
[0042] 图8是通过逆MTD和逆脉冲压缩恢复的时域结果个PRI内的波形图。
[0043] 图9是恢复的时域结果的相位统计直方图，其中图(a)是單(々)的相位统计直方图， 图（b)是片（W)的相位统计直方图。
[0044] 图10是干信比为IOdB,信噪比从-20dB到20地，干扰相位量化位数由1到4的变化 下，正确判别目标的概率图。
【具体实施方式】
[0045] 结合图1，本发明的一种基于动目标检测的LFM脉冲雷达抗DRFM干扰方法，包括W 下步骤：
[0046] 步骤1、对LFM雷达回波信号进行脉冲压缩和MlD处理，之后对MTD处理的结果XMTD进 行峰值捜索，找出两个峰值的位置，分别记为maxi和max2;
[0047] 步骤2、W第一峰值maxi为中屯、，对MTD处理的结果加二维凯撒窗，仅保留第一峰值 maxi，压低第二峰值max2，得到处理结果XMTDi;
[004引步骤3、对处理结果XMTDl进行逆MTD处理得到恢复的脉冲压缩结果XMF1，再进行逆脉 冲压缩处理，得到恢复的时域信号.t, ;
[0049] 对处理结果XMTDl进行逆MTD处理得到恢复的脉冲压缩结果XMFl，再进行逆脉冲压缩 处理，得到恢复的时域信号-ii (/〇具体为：
[0050] 步骤3-1、对处理结果XMTDi进行逆MTD处理，所述MTD处理即利用快速傅里叶变换 (Fast Fourier TransformationJFT)构成了一组在频率轴上相邻且部分重叠的窄带滤波 器组，W完成对多普勒频率不同的目标信号的近似匹配滤波。进行处理的具体步骤为：
[00川对XMTDl进行纵向逆FFT运算，得到恢复的一个CPI内每个PRI的脉冲压缩的结果XMFl [0052] XMFl = ifft(xMTDl)
[0化3] = 1，2，…，N对应第k个PRI的脉冲压缩的结果，则将其表示为：
[0化5] 其中N为一个CPI内PRI的个数；
[0化6]步骤3-2、对上一步得到进行逆脉冲压缩处理，即将XMFit和匹配滤波器进 行逆卷积，具体为：
[0057]匹配滤波器的作用过程如下，设输入信号为r(t)，匹配滤波器的脉冲响应为hm (t)，则信号通过匹配滤波器的输出为 [005引.v(/) = r(0?/;"'(/)
[0化9] 时域卷积即频域相乘，即
[0060] Y(f)=R(f) ? Hm(f)
[0061] 其中3(;〇、曲(;〇、￥(;〇分别是1'(1:)、11111(1:)、7(1:)的频域表示。
[0062] 逆脉冲压缩处理可W利用恢复的脉冲压缩的结果XMF1，W及匹配滤波器的脉冲响 应hm(t)，通过下式得到恢复的每个PRI回波信号频域波形
[0064] 其中，XMFi(f)表示恢复的脉冲压缩的结果XMFi的频域表示，U')，k=l，2r-，N 表示第k个PRI的脉冲压缩的结果的频域表示，Hm(f)表示匹配滤波器的频率响应，N为PRI的 个数。
[0065] 步骤3-3、对步骤3-2的结果进行逆FFT处理，得到恢复的时域信号：
[0066] 兩(株)=#(乂,(/))'。
[0067] 步骤4、W第二峰值max2为中屯、，对MTD的结果加二维凯撒窗，仅保留峰值max2,压低 第一峰值maxi，得到处理