[發明專利]一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法

有效

• 申請號: 201510082071.5
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104678368B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 狄中泉;孫建平;季偉;柏明法;帥曉飛
• 申請（專利權）人: 零八一電子集團有限公司
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武,魏池陽

1.一種一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法，其特征在于包括如下步驟：

雷達寬波束偵測接收：在一維相掃三坐標脈沖多普勒雷達體制下，雷達系統分配時間資源，在每個方位波束寬度內駐留一個脈沖重復間隔PRT，波束控制器、數字接收機、信號處理系統在同步脈沖的同步下對接收信號協同處理，同步脈沖起始后，第一個PRT內，發射機關閉，雷達天線對所關心的俯仰空域作寬波束接收；

信號處理沿俯仰方向多波束加權：各行天線中頻模擬信號經A/D芯片同步采樣后，將個陣元所接收的中頻信號A/D變換，獲得維中頻數據；再作K個波束加權，形成指向K個俯仰方向的維空時二維數據矩陣，數字接收機將每行天線的中頻數據作數字下變頻處理，獲得維基帶數據；然后沿俯仰方向對基帶數據在所需偵測空域上作個波束加權，獲得維空時二維數據；

多波束頻域特征分析：信號處理系統對空時二維數據沿快時間維作快速傅里葉變換，分析頻譜信息，在同一個方位波束上同時形成多個俯仰波束，對各波束進行開環信號處理，作特征提取，進行恒虛警處理，并與雷達基底噪聲作比較，識別出干擾數量、干擾強度，并作為唯相位法的約束條件作權值求解；

干擾判定與干擾方向記錄：當多波束頻譜中被檢測單元幅度大于干擾識別門限，信號處理系統判為干擾，記錄該干擾的方位角度和俯仰角度，作為自適應干擾抑制波束權值求解輸入參數；

信號處理系統基于天線方向增益最大約束算法構建方程組：信號處理系統中波束權值求解單元根據當前方位角度、當前期望目標俯仰角度、前一次掃描周期所獲取的干擾參數作唯相位法權值解算，權值求解的過程為解個非線性方程組的過程；

擬牛頓法迭代求解自適應干擾抑制權值：信號處理系統根據前一次掃描周期內偵測到的干擾方向、當前期望目標方向構建拉格朗日函數，求偏導后獲得2J+2個方程組，采用擬牛頓法以迭代方式進行求解，求解過程中通過唯相位算法調節精度，調整步長，或改變方程組中各方程的順序來保證迭代的收斂性；

對雷達回波作多波束干擾抑制加權：雷達系統分配時間資源，在每個方位單元上駐留M個脈沖，天線發射寬波束，經接收機處理后獲得維零中頻數據，將唯相位法所得的各權值矢量并行作用到零中頻數據上，獲得K個波束的干擾抑制結果，并輸出結果。

2.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法，其特征在于：雷達信號處理中，數字接收機沿雷達回波距離維劃分多個距離單元，距離單元間的間距為距離量化分辨率。

3.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：空時二維數據矩陣的行代表距離向，矩陣的列代表波束號，每個波束代表一個俯仰方向，每個波束回波處理N個距離單元，則一個PRT內K個波束數據為N行K列的二維矩陣。

4.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：在空域干擾抑制中，當干擾角度和干擾功率確知后，在波束方向圖對應干擾的方向處形成零陷，并作為波束權值求解的約束條件。

5.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：擬牛頓法根據每一步迭代目標函數的梯度，通過測量梯度的變化，構造一個目標函數的模型使之足以產生超線性收斂性。

6.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：天線沿方位方向轉動時，每個方位波束寬度產生一個同步脈沖，每一個同步脈沖內包含多個PRF脈沖，雷達系統采用同步脈沖作為清零脈沖，采用PRF作為計數時鐘進行計數，各分系統根據脈沖計數序號響應不同的任務。

7.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：在FPGA多波束加權過程中，每個波束所用的FPGA資源相同，若采用并行計算，則K個波束需要K份資源，若將K個波束加權以串行方式分解到K個時間片上，則K個波束加權僅需1份資源。

8.如權利要求1所述的一維相掃三坐標雷達空域自適應干擾抑制方法,其特征在于：數字接收機由5個接收模塊構成，每個接收模塊含一片A/D器件、一片FPGA和一個光纖通信模塊，每個接收模塊對4行天線接收信號同步采樣，在頻率為80MHz的采樣時鐘控制下，與FPGA內的數字本振混頻，再通過帶寬為2.6MHz的低通濾波器濾除高頻分量，提取出基帶信號，經FPGA片內RAM存儲后，將4行天線的基帶數據打包，采用auora協議經光纖傳輸到信號處理系統。