[發(fā)明專利]一種直達(dá)波及其多徑干擾的抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310240881.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN103344945A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單濤;陶然;卓智海;劉升恒;馮遠(yuǎn);張建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/36
• 分類號(hào): G01S7/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種直達(dá)波及其多徑干擾的抑制方法，該方法采用子帶自適應(yīng)RLS加NLMS濾波的方法，屬于雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用數(shù)字電視信號(hào)作為照射源時(shí)，外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)直達(dá)波及其多徑干擾抑制的方法。

背景技術(shù)

外輻射源雷達(dá)本身不發(fā)射信號(hào)，而是利用廣泛分布的民用廣播設(shè)備（電視、廣播等）為照射源，通過接收目標(biāo)反射的電磁信號(hào)并進(jìn)行相關(guān)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和定位，其系統(tǒng)配置如圖1所示。回波天線除了接收到目標(biāo)反射的信號(hào)外，直達(dá)波及其多徑干擾也將從其副瓣和主瓣進(jìn)入，這些干擾信號(hào)的功率一般高于目標(biāo)回波信號(hào)功率30dB以上，如果不對(duì)這些干擾進(jìn)行抑制，就無法檢測(cè)目標(biāo)。因此實(shí)現(xiàn)外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)性能的一個(gè)關(guān)鍵問題就是抑制回波通道中的直達(dá)波及其多徑干擾。

自適應(yīng)對(duì)消是干擾抑制的一種有效方法，外輻射源雷達(dá)中常用自適應(yīng)對(duì)消算法有歸一化最小均方（NLMS）濾波器、遞推最小二乘（RLS）濾波器等。其特點(diǎn)比較如表1所示，表中N為濾波器階數(shù)。

表1NLMS與RLS濾波器特點(diǎn)比較

天線掃描時(shí)，直達(dá)波及其多徑干擾起伏變化很大，不滿足平穩(wěn)條件，此時(shí)NLMS濾波器性能將下降；同時(shí)由于數(shù)字電視信號(hào)的帶寬較寬（7.56MHz），同樣的雜波距離需要的濾波器階數(shù)很高（濾波器階數(shù)為2000左右），因此采用RLS算法運(yùn)算量巨大（與濾波器階數(shù)的平方成正比，如表1所示），難以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。

另外，外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)的對(duì)消性能與直達(dá)波、回波兩個(gè)通道的頻率一致性成正比，一致性越好則對(duì)消性能越高。在外輻射源信號(hào)帶寬較窄情況下，如調(diào)頻廣播信號(hào)帶寬小于200KHz，回波接收天線和直達(dá)波接收天線的頻率特性一致性較好；而在外輻射源信號(hào)帶寬較寬情況下，如數(shù)字電視信號(hào)帶寬為7.56MHz，回波接收天線和直達(dá)波接收天線的頻率特性一致性變差，如圖2（a）、(b)所示，嚴(yán)重影響了對(duì)消性能，需要采取相應(yīng)的信號(hào)處理措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提出一種直達(dá)波及其多徑干擾的抑制方法，適用于數(shù)字電視外輻射源雷達(dá)，該方法的目的是為了解決寬帶信號(hào)下，直達(dá)波通道、回波通道頻率特性一致性變差，影響對(duì)消性能的問題；以及寬帶信號(hào)下，高階自適應(yīng)濾波器運(yùn)算量大，實(shí)時(shí)處理困難的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種直達(dá)波及其多徑干擾的抑制方法，該方法在每個(gè)子帶內(nèi)采用RLS算法與NLMS算法相結(jié)合的濾波方法，具體步驟為：

1）子帶分解

將直達(dá)波、回波信號(hào)分別通過分析濾波器組分解為L(zhǎng)個(gè)子帶，有關(guān)的數(shù)學(xué)描述如下：

（1）式是將直達(dá)波信號(hào)分解為L(zhǎng)個(gè)子帶的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（2）式是將目標(biāo)回波信號(hào)分解為L(zhǎng)個(gè)子帶的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（3）式是子帶分解濾波器組的數(shù)學(xué)描述：

x_m(n)=x(n)*h_m(n)??????（1）

d_m(n)=d(n)*h_m(n)????????（2）

h_m(n)=h(n)e^-j2πmn/M??????（3）

式中m=0，1，…，L-1；h(n)為子帶分解濾波器采用的原型濾波器；

2）各個(gè)子帶的信號(hào)分別通過RLS結(jié)合NLMS濾波

天線掃描情況下，采用RLS與NLMS結(jié)合的方法，設(shè)第m個(gè)子帶的信號(hào)進(jìn)行M倍抽取后的直達(dá)波信號(hào)向量為

X_m(n)=[x_m(Mn)?x_m(M(n-1))?…?x_m(M(n-M+1))]^T

濾波器系數(shù)更新公式如下：