[發明專利]一種基于系數期望的雜波擴展相消方法

有效

• 申請號: 201610850863.7
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106646382B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 萬顯榮;傅巖;張勛;易建新;張堅
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 趙麗影

本發明涉及一種基于系數期望的雜波擴展相消方法（ECA?E）。采用與擴展相消批處理算法相同的方式將雜波矩陣和監測信號分段后，對參考信號延時處理構造相同維度的雜波矩陣，每段信號分別采用最小二乘法估計雜波系數；對每段信號估計的雜波系數求期望獲得整段數據的雜波系數；將統一的雜波系數返回至每段數據進行雜波抑制；該方法對靜態雜波有優秀的抑制能力，ECA?E與ECA?B算法結合后，同時抑制靜態雜波和強動雜波，獲得更好的雜波抑制效果。本發明在保證雜波抑制性能的基礎上，通過分段處理使算法具有更好的并行架構，能夠大幅降低每部分的計算消耗。并行運算時能明顯提高運算效率，進而提高整個外輻射源雷達系統實時化性能。

技術領域

本發明涉及外輻射源雷達領域，尤其涉及一種時域雜波抑制方法。

背景技術

近年來，利用第三方輻射源作為照射源的外輻射源雷達因其綠色環保、隱蔽性好、抗干擾能力強、具有良好的反隱身能力等諸多優點逐漸成為了國內外的研究熱點。外輻射源雷達自身不發射信號，需要接收直達波信號作為參考信號用于后續信號處理。因此，在雷達系統中需包含兩類通道：接收直達波的參考通道和接收目標回波的監測通道。而通常選用的照射源均工作于連續波模式，監測通道不可避免的會接收到直達波及多徑信號(后文中統稱為多徑雜波)，這些多徑雜波信號遠強于目標回波。另一方面，大部分照射源均不是為了雷達設計的，信號的自模糊函數具有較低的峰值旁瓣比。這使得在計算參考信號和監測信號的互模糊函數時，目標的峰值會被多徑雜波的旁瓣湮沒，只有首先抑制多徑雜波才能使目標凸顯出來。因此，多徑雜波抑制是外輻射源雷達信號處理的關鍵步驟之一。

現在已經有多種雜波抑制算法被提出，從抑制原理上可以分為時域濾波、空域濾波和頻域濾波。時域濾波方法因其抑制能力強、對系統要求較低而在雜波抑制算法中占主導地位。在眾多時域濾波方法中，基于最小二乘推導的雜波擴展相消算法(ExtensiveCancellation Algorithm，ECA)因其抑制能力強、易于收斂等優點，近年來被廣泛應用。為了獲得較好的抑制效果，算法需要構建較大的雜波空間矩陣，增加了算法計算量，同時也對硬件存儲空間提出了更高的要求。為了降低算法的運算消耗，擴展相消批處理算法(Extensive Cancellation Algorithm Batches,ECA-B)被提出。ECA-B算法將信號分段后每段分別使用ECA算法濾波，降低了雜波子空間的維度和最大運算儲存空間消耗。同時通過分段處理增加了濾波器零陷寬度，降低了運算積累時間，算法在非平穩環境下具有更好的魯棒性。但是濾波器零陷寬度由每段數據的積累時間決定，這意味著每段數據積累時間不能過短，限制了ECA-B算法的最大分段數。同時算法還會對低多普勒目標造成調制。滑窗擴展相消算法(Extensive Cancellation Algorithm Sliding,ECA-S)通過增加額外的滑窗單元來估計濾波器系數來改善上述問題。但是為了獲得良好的抑制性能，需要新增加大量的滑窗單元，使算法整體計算量大幅提高。

隨著外輻射源雷達技術的發展，外輻射源雷達的工程應用在近幾年受到了越來越來的關注，而實時處理是其工程應用的前提。作為外輻射源雷達信號處理中計算量最大的步驟之一，時域雜波抑制的實時化決定了整個系統實時化工作的性能。通過上述的分析，現有的ECA系算法在實時化實現上均有各自的局限性，限制了雜波抑制算法實時化的性能。

發明內容

針對上述提出的問題，本發明的目的是提供一種基于系數期望的雜波擴展相消方法。

本發明所提出的一種基于系數期望的雜波擴展相消方法(ExtensiveCancellation Algorithm Expectation,ECA-E)，其特征在于，包含以下步驟：

步驟一：將參考信號S_ref和監測信號S_surv平均分成b段，第i段參考信號和監測信號分別為：和其中，N為監測信號長度，R為參考信號額外所需的樣本數，且R不小于需抑制的距離元K；