[發明專利]基于對數頻偏頻率分集陣列自適應抗空間分布干擾的方法

在審

• 申請號: 201810475669.4
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108627806A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陶海紅;柳陽;趙朗旭;鮑俊竹;張艷艷
• 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;G01S7/41;G01S13/72
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種基于對數頻偏頻率分集陣列自適應抗空間分布干擾的方法，主要解決現有固定頻偏頻率分集陣列的距離維周期性譜峰導致抗干擾性能下降的問題，其實現方案是：首先構造對數頻偏頻率分集陣列，并利用該陣列發射信號；再對接收信號進行分離和重排后提取出接收端歸一化導向矢量；然后根據歸一化導向矢量和接收數據自相關矩陣，利用線性最小約束方差準則得到自適應波束形成權矢量；最后利用自適應波束形成權矢量進行波束形成，得到的方向圖在實現對抗空間分布干擾的同時，保證波束譜峰與目標位置的單一映射。本發明能在對抗空間分布干擾的同時保證波束譜峰與目標位置單一對應，可用于目標跟蹤。

技術領域

本發明屬于雷達抗干擾技術領域，進一步涉及一種對空間分布干擾的抑制方法，可用于目標跟蹤。

背景技術

電子干擾作為電子進攻中的重要組成部分，近年來發展迅速，形式多樣。隨著無人機、飛艇等的發展，以其作為載體的小型干擾機被廣泛利用，數量眾多的小型干擾機在空間形成的分布式干擾對雷達的正常工作帶來嚴重威脅。亟需找到有效對抗空間分布干擾的方法做出應對。

頻率分集陣列是一種較為新型的陣列體制，最簡單的模型是在陣元均勻分布的線性陣列的基礎上，在相鄰陣元的發射載頻間引入一個固定的頻率偏移量，該頻率偏移量遠小于基準載頻，從而形成陣元發射信號的載頻按照陣元順序依次遞增的線性陣列。頻率分集陣列中頻率偏移量的引入，等效在發射端增加了隨時間變化的發射權值，使陣列天線獲得了距離可控自由度，使其發射方向圖不再像傳統相控陣天線發射方向圖一樣只和空域的角度有關，而是同時隨距離的改變發生變化，在空間呈現出有規律的扭曲形狀。頻率分集陣列發射方向圖的角度-距離二維耦合性，可以將雷達發射的能量匯聚在空間中一個特定的角度-距離之上，有利于抑制與距離有關的干擾，為抗干擾技術提供了新的思路和技術路徑。利用最簡單的頻率分集陣列模型進行自適應波束形成可以在干擾位置形成抑制零陷，但是，在最簡單模型下形成的方向圖存在距離周期性，使得當雷達探測距離較遠時，距離維度會出現多個周期性譜峰，當干擾在這些譜峰位置出現時，雷達的抗干擾性能將急劇下降。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于對數頻偏頻率分集陣列自適應抗空間分布干擾方法，以避免距離維度出現的多個周期性譜峰，提高抗干擾性能。

本發明的技術思路是：通過改變頻率分集陣列最簡單模型的頻率偏移量加載方式，在基準頻偏的基礎上乘以對數因子，使得相鄰陣元間的頻率偏移量為對數增長量，打破固定頻偏帶來的距離周期性，實現空間中波束譜峰與目標位置的單一對應；通過利用對數頻偏頻率分集陣列的距離維自由度，實現方向圖的角度-距離耦合特性，進而對分布在空間中某一角度-距離位置的干擾進行抑制，其實現方案包括如下：

(1)利用對數頻偏頻率分集陣列發射正交信號：

由N個陣元構成均勻線陣上，以第一個陣元為參考陣元，設參考陣元的發射信號載頻為基準頻率f₀，設第n個陣元的發射載頻f_n＝f₀+Δf'(n)，其中Δf'(n)為第n個陣元與參考陣元的載頻偏移量，Δf'(n)＝lg(n)Δf，Δf為基準頻率偏移量，為一常數，n＝1,2,…,N；

設利用對數頻偏頻率分集陣列發射信號時，第n個陣元的發射信號為s_n(t)，且在發射信號時，對數頻偏頻率分集陣列的任意兩個陣元的發射波形保證正交關系，t表示時間變量；

(2)分離并重排接收信號：

(2a)在接收信號回波時，設第m個接收通道接收到的目標回波信號為r_m(t)，m＝1,2,…,N；利用N個匹配濾波器將第m個接收通道中的目標回波信號進行分離，得到第m個接收通道中目標反射第n個發射陣元發射信號的回波信號為r_nm(t)；