[發(fā)明專利]一維相掃三坐標(biāo)雷達(dá)空域自適應(yīng)干擾抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510082071.5
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104678368B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 狄中泉;孫建平;季偉;柏明法;帥曉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 零八一電子集團(tuán)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(tuán))公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武,魏池陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車載式一維相掃三坐標(biāo)雷達(dá)空域自適應(yīng)干擾抑制的方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中,相控陣?yán)走_(dá)大體可分為兩大類，即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣，即在方位上和仰角上都采用電掃，天線陣是固定不動的。有限電掃相控陣是一種混合設(shè)計(jì)的天線，即把兩種以上天線技術(shù)結(jié)合起來，以獲得所需要的效果，起初把相掃技術(shù)與反射面天線技術(shù)相結(jié)合，其電掃角度小，只需少量的輻射單元，因此可大大降低設(shè)備造價(jià)和復(fù)雜程度。天線陣，根據(jù)掃描情況可分為相掃、頻掃、相/相掃、相/頻掃、機(jī)/相掃、機(jī)/頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關(guān)系來實(shí)現(xiàn)波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來實(shí)現(xiàn)波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)波束電掃。相/頻掃是利用移相器控制平面陣一個坐標(biāo)而另一坐標(biāo)利用頻率變化控制來實(shí)現(xiàn)波束電掃，機(jī)/相掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用相掃。機(jī)/頻掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用頻掃。由于現(xiàn)代雷達(dá)常處于日益復(fù)雜的有源和無源干擾環(huán)境中，干擾波形日趨復(fù)雜，干擾頻段寬，干擾功率高。在強(qiáng)干擾的壓制下，小目標(biāo)或遠(yuǎn)距離目標(biāo)很容易被干擾信號壓制而導(dǎo)致目標(biāo)得不到正確檢測。為了提高雷達(dá)在干擾環(huán)境中的生存能力，雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅僅考慮信噪比、信雜比的改善，更多的還要考慮信干比的改善。信干比的改善可以從時間、空間、頻率多角度出發(fā)，根據(jù)干擾與目標(biāo)的特征差異，對干擾信號進(jìn)行抑制。傳統(tǒng)的干擾抑制，通常采用AFT方式，先監(jiān)測干擾信號工作頻點(diǎn)，再令雷達(dá)工作于其它頻點(diǎn)來抑制干擾；然而，當(dāng)干擾為寬頻帶干擾時，AFT方法也不能避開干擾，更有甚者，先進(jìn)的干擾機(jī)能夠在當(dāng)前PRT內(nèi)將雷達(dá)的波形、工作頻點(diǎn)等信息實(shí)時偵測，并立即存儲轉(zhuǎn)發(fā)，使得目標(biāo)回波信號與干擾信號在時間、頻率域內(nèi)很難區(qū)分，只能在空域(空間角度)上進(jìn)行區(qū)分。

在空域干擾抑制方面，傳統(tǒng)空域干擾抑制的方法主要有旁瓣消隱和旁瓣對消兩種。旁瓣消隱采用直接阻斷信號的方式，當(dāng)干擾信號為高占空比的脈沖信號或噪聲干擾時，目標(biāo)信號大部分時間內(nèi)被關(guān)閉，導(dǎo)致了雷達(dá)失效。而旁瓣相消技術(shù)主要依賴于輔助天線來抑制干擾，由于輔助天線的數(shù)量有限，導(dǎo)致干擾角度分辨力低，干擾抑制個數(shù)少。

隨著陣列天線及陣列信號處理的發(fā)展，根據(jù)干擾環(huán)境的變化自適應(yīng)地調(diào)整權(quán)值以抵消干擾并增強(qiáng)期望方向上的目標(biāo)信號已成為現(xiàn)代雷達(dá)空域干擾抑制研究的熱點(diǎn)問題，近年來，空域自適應(yīng)干擾抑制權(quán)值求解算法已日趨成熟，如最小方差無畸變響應(yīng)算法、采樣矩陣求逆算法(SMI)、最小均方(LMS)算法、遞歸最小二乘(RLS)算法等，然而這些算法對于車載式一維相掃三坐標(biāo)雷達(dá)而言，由于雷達(dá)數(shù)據(jù)率較高，每個方位波束內(nèi)雷達(dá)駐留時間有限，難以保證權(quán)值實(shí)時求解，制約了工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種能夠準(zhǔn)確偵測干擾方向、抑制干擾信號、降低計(jì)算量，提高信干比，檢測真實(shí)目標(biāo)，易于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)旁瓣抑制和自適應(yīng)抗各種干擾的方法。

本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到。一種一維相掃三坐標(biāo)雷達(dá)空域自適應(yīng)干擾抑制方法，其特征在于包括如下步驟：

雷達(dá)寬波束偵測接收：在一維相掃三坐標(biāo)脈沖多普勒雷達(dá)體制下，雷達(dá)系統(tǒng)分配時間資源，在每個方位波束寬度內(nèi)駐留一個脈沖重復(fù)間隔PRT，波束控制器、數(shù)字接收機(jī)、信號處理系統(tǒng)在同步脈沖的同步下對接收信號協(xié)同處理，同步脈沖起始后，第一個PRT內(nèi)，發(fā)射機(jī)關(guān)閉，雷達(dá)天線對所關(guān)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(quán)：各行天線中頻模擬信號經(jīng)A/D芯片同步采樣后，將L個陣元所接收的中頻信號A/D變換，獲得L×N維中頻數(shù)據(jù)；再作K個波束加權(quán)，形成指向K個俯仰方向的K×N維空時二維數(shù)據(jù)C_K×N，數(shù)字接收機(jī)將每行天線的中頻數(shù)據(jù)作數(shù)字下變頻處理，獲得L×N維基帶數(shù)據(jù)C_L×N；然后沿俯仰方向?qū)鶐?shù)據(jù)在所需偵測空域上作K個波束加權(quán)，獲得K×N維空時二維數(shù)據(jù)C_K×N；

多波束頻域特征分析：信號處理系統(tǒng)對空時二維數(shù)據(jù)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(jìn)行開環(huán)信號處理，作特征提取，進(jìn)行恒虛警處理，并與雷達(dá)基底噪聲作比較，識別出干擾數(shù)量、干擾強(qiáng)度，并作為唯相位法的約束條件作權(quán)值求解；

干擾判定與干擾方向記錄：當(dāng)多波束頻譜中被檢測單元幅度大于干擾識別門限η，信號處理系統(tǒng)判為干擾，記錄該干擾的方位角度和俯仰角度，作為自適應(yīng)干擾抑制波束權(quán)值求解輸入?yún)?shù)；