[發明專利]一種基于認知處理的自適應旁瓣相消方法

有效

• 申請號: 201410064393.2
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103885041A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 趙永波;朱玉堂;劉宏偉;水鵬朗;程增飛;李慧
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本發明屬于雷達干擾抑制技術領域，特別涉及一種基于認知處理的自適應旁瓣相消方法，可用于抑制通過天線旁瓣進入的多種類有源干擾。

背景技術

電子對抗在現代戰爭中的作用日趨重要，沒有抗干擾的雷達完全失去其發現測定敵人目標和控制導引火器的功能。因此，在某種意義上說，抗干擾措施是雷達必備的甚至是首要的正常工作條件。電子干擾類型有多種，但多以雷達天線旁瓣進入接收機，當雷達處于強干擾環境下時，其旁瓣干擾可淹沒主波束的目標信號，因而對雷達系統性能影響極大。消除這一嚴重影響的方法之一是研制超低旁瓣天線，但其代價是相當高的，而旁瓣相消系統則是通過附加的輔助天線處理設備，采用信號處理的手段將旁瓣干擾從主接收通道中消除掉的，從而保證雷達系統的正常工作。隨著自適應技術、數字處理技術以及超大規模集成電路技術（VLSI）的飛速發展，自適應天線旁瓣相消系統已成為現代雷達和其他信息系統消除旁瓣干擾的最經濟、最有效的措施。

參照圖1，為自適應旁瓣相消的原理示意圖。自適應旁瓣相消技術采用另外增加輔助天線（輔助天線的個數取決于系統期望對消的干擾個數，通常Q個輔助天線最多可以對消Q個從空間不同方向入射的干擾），在一定的性能準則下，即自適應代價函數，通過對輔助天線輸出進行加權，然后和主天線輸出進行相減。目的是在干擾作用下，利用其輸出調整權值，使輸出干擾功率趨于最小，其結果是使空間濾波特性在干擾方向上形成空間零點，從而抑制了旁瓣干擾。

參照圖2，為傳統自適應旁瓣相消方法的流程示意圖；傳統自適應旁瓣相消方法工作時，首先需要利用主輔天線接收信號，把一個脈沖重復周期（PRI）內休止期處的采樣數據作為學習樣本，計算自適應權系數，然后在下一脈沖重復周期的工作期內保持權系數不變，用該自適應權來進行干擾相消。當干擾為連續波干擾或高占空比干擾時，休止期內的采樣數據均包含干擾信號，可以利用的學習樣本采樣數較多，能夠保證權值收斂至最佳權值，從而達到最佳對消效果。但是當干擾為間歇式干擾或欺騙性干擾時，休止期內的采樣數據可能包含較少的干擾信號，可以利用的學習樣本采樣數較少，自適應旁瓣相消系統將基本失效。另外，當雷達為脈沖多普勒模式工作時，由于不存在休止期，不能使用自適應旁瓣相消方法抑制干擾。這些問題均是因為傳統自適應旁瓣相消方法沒有進行樣本的分析和選擇。

發明內容

本發明的目的在于是克服傳統自適應旁瓣相消方法的不足，提出了一種基于認知處理的自適應旁瓣相消方法，以得到良好的旁瓣相消和干擾抑制性能。

本發明的技術方案是：首先雷達的主天線和輔助天線在一個脈沖重復間隔內接收信號；然后對主天線和輔助天線接收的信號進行感知分析，根據主天線和輔助天線接收的信號的幅度和相位信息，在整個脈沖重復間隔的接收信號中篩選有效學習樣本；進行自適應權值計算；最后利用自適應權值對消主天線和輔助天線接收的信號。具體實現方法如下：

一種基于認知處理的自適應旁瓣相消方法包括以下步驟：

S1：利用雷達的主天線和輔助天線在一個脈沖重復周期接收回波信號，得到主天線接收信號和輔助天線接收信號；

S2：分別計算主天線接收信號和輔助天線接收信號的幅度，進行第一次信號篩選，將第一設定輔助天線接收信號、與第一設定輔助天線接收信號處于同一時刻的主天線接收信號、第二設定輔助天線接收信號、以及與第二設定輔助天線接收信號處于同一時刻的主天線接收信號排除，得到剩余信號；所述第一設定輔助天線接收信號為：幅度小于設定幅度的輔助天線接收信號；所述第二設定輔助天線接收信號為：幅度小于對應時刻主天線接收信號的輔助天線接收信號；

在所述剩余信號中，分別計算主天線接收信號的幅度比和相位差，分別計算輔助天線接收信號的幅度比和相位差；設定幅度比有效范圍和相位差有效范圍；將同時處于幅度比有效范圍和相位差有效范圍之內的主天線接收信號、以及同時處于幅度比有效范圍和相位差有效范圍之內的輔助天線接收信號作為有效學習樣本，完成第二次信號篩選，得到有效學習樣本；

S3：針對所述有效學習樣本，利用直接矩陣求逆算法進行自適應權值計算，得到對應的自適應權W；

S4：利用所述自適應權W，對步驟S1中得到的主天線接收信號和輔助天線接收信號進行旁瓣相消處理，得出自適應旁瓣相消結果。

本發明的有益效果為：傳統自適應旁瓣相消方法只能完成對連續波干擾和高占空比干擾的相消，而本發明在傳統的自適應旁瓣相消方法的基礎上對間歇式干擾和欺騙性干擾同樣具有很好的相消性能。另外，本發明還可以將自適應旁瓣相消方法拓展到雷達的脈沖多普勒工作模式上。

附圖說明