[發明專利]一種基于功率特征值提取的改進塊稀疏貝葉斯抗干擾方法

有效

• 申請號: 202010537344.1
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111796242B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張海龍;張寧;李紀三
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S7/38
• 分類號: G01S7/38;G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于功率特征值提取的改進塊稀疏貝葉斯抗干擾方法，屬于雷達信號處理技術領域，特別涉及解決電子干擾中的壓制式窄帶干擾以及主瓣干擾問題。首先采集雷達中頻回波數據并緩存，接著初始化塊稀疏貝葉斯數據塊大小、設置學習速率和最大收斂次數；然后構造優化函數并建立塊稀疏貝葉斯數學模型，添加擾動項；接著根據特征功率門限判斷是否是干擾信號特征功率，如果是則構造塊稀疏恢復子字典進行相應迭代；最后判斷如果達到最大迭代次數，則利用稀疏恢復反射系數進行數據恢復，從而抑制干擾信號，有效提高目標檢測概率。本發明可以分離雷達有用回波和干擾信號，有效改善目標信號的信干噪比、抑制干擾信號，降低運算量。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，特別適用于電子干擾為窄帶壓制干擾進入雷達接收機影響雷達檢測概率的場景。

背景技術

現代電子戰場電磁環境復雜多變，針對雷達的工作方式設計的電子干擾樣式形態各異。尤其針對常規搜索雷達，窄帶壓制式干擾是敵方常用的一種電子攻擊手段，針對壓制式干擾典型主動抗干擾做法采用頻率捷變、典型被動抗干擾做法采用副瓣對消和副瓣抑制結合信號和數據處理點、航跡質量評估等方法抑制干擾信號，但是這種主動抗干擾措施對于相控陣雷達有限的帶寬資源負擔過大、被動抗干擾措施勢必帶來目標檢測概率的損失過大等不良影響、并且針對來自雷達主瓣的干擾無從下手。因此，針對窄帶壓制式干擾特別來自主瓣方向的干擾如何有效抑制干擾信號，降低信干比損失是雷達目標檢測的關鍵技術之一。

西安交通大學在其申請的發明專利文獻“一種基于塊稀疏特性的混合高斯頻譜感知方法”(公開號：CN108880713A，申請號：CN201810490654.5)中公開了一種基于塊稀疏特性的混合高斯頻譜感知方法。該方法主要是構造高斯噪聲下的塊稀疏貝葉斯數學模型最終重構了主用戶的功率譜信息，但是該方法無法針對非高斯模型，針對非平穩噪聲環境和窄帶干擾環境的恢復效果不佳。

文獻《基于塊稀疏貝葉斯學習的調頻通信梳狀干擾抑制》(兵工學報,2018,Vol.9,No.1pp:9-12)中提出了利用“干擾信號在頻域表現的稀疏特性，建立塊稀疏貝葉斯數學模型下的學習框架，通過期望最大化算法進行梳狀干擾的恢復”。但是該算法在干擾信號時域不稀疏條件下無法有效恢復干擾信號，并且在數據樣本較大時存在收斂性問題。

發明內容

本發明的目的是針對背景不是平穩高斯白噪聲條件下，接收機混入來自天線主瓣的窄帶壓制干擾，提出一種收斂速度快、目標信噪比損失小的抗干擾方法，以克服現有技術處理過程中目標信噪比損失嚴重、無法抑制從雷達主瓣進入的窄帶干擾以及收斂速度慢等問題。

本發明的具體技術方案為：

首先采集雷達中頻回波數據，構造稀疏恢復感知原理系統模型。雷達中頻回波系統為：

E_cho'＝Φ'[Re(σ_I^T)Re(σ_U^T)Im(σ_I^T)Im(σ_U^T)]^T+[ε_IU]^T

其中感知矩陣是一個2N×2M維度的矩陣，矩陣按照行展開數學表達式可以表示為[Re(D)-Im(D)Im(D)Re(D)]，D表示復數字典。ε_IU表示為回波信號除干擾之外的額外疊加，常見疊加以噪聲形式體現，并假設實數部分和復數部分分別為M維向量。待提取的回波信號表示為[Re(σ_I^T)Re(σ_U^T)Im(σ_I^T)Im(σ_U^T)]^T并定義為2N×1的向量。