[發明專利]一種基于ISL約束的抗射頻干擾設計方法

有效

• 申請號: 202011466896.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112630732B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王明杰;唐志華;郭肅麗;張雨明;趙佳明
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于ISL約束的抗射頻干擾設計方法，在該方法中為控制回波信號經過匹配濾波器后的距離旁瓣水平，本發明對波形優化問題進行建模時使用設計波形的自相關ISL不高于指定閾值進行約束。同時針對本發明提出的問題模型，給出了一種基于ADMM和MM方法的迭代求解算法。與目前抗干擾波形設計中采用的相似度約束的方法相比，ISL約束對旁瓣的控制更為直接，且更貼合實際工程需求，避免了相似性約束中相似度門限設置的問題。

技術領域

本發明涉及抗干擾通信技術領域，具體涉及一種基于ISL約束的抗射頻干擾設計方法。

背景技術

高頻雷達通常需要與短波通信、廣播電臺等設備共用頻段，因此其回波中往往不可避免地存在射頻干擾。在經過距離-多普勒(Range-Doppler,RD)處理后，寬帶射頻干擾將表現為大面積或遍布整個RD圖的不規則條紋，而窄帶射頻干擾則呈現為在固定多普勒頻率上平行于距離軸的細長直線。由于射頻干擾的能量很強，其存在很容易掩蓋目標，致使目標無法被雷達檢測或識別。

基于環境感知的波形(Environmental Sensing Based Waveform,ESBW)設計是一種能夠有效抑制射頻干擾的技術。通過ESBW設計抑制干擾的流程圖1所示，雷達首先對環境進行監測，并利用監測數據獲取環境中干擾特性(如干擾的協方差矩陣等)作為先驗知識。然后根據先驗信息和特定的工程需求建立相應的抗干擾波形設計問題并進行求解。雷達利用ESBW設計技術，發射具有抗干擾性能力的波形，則接收端信號處理時無需再進行干擾抑制。

通常，在當前的抗干擾波形設計方法中，通常采用最大化接收濾波器(以匹配濾波器最為常見)的輸出信干噪比(Signal to interference plus noise,SINR)作為波形設計的目標函數，并采用相似性約束對波形的旁瓣水平進行控制，以期回波信號經過濾波器后產生的距離旁瓣較低，從而減小鄰近距離單元內的強雜波/目標對當前距離單元內的目標檢測的影響。

經典的基于相似度約束的抗干擾波形設計問題建模如下：

其中s為待設計波形，R_I表示干擾加噪聲的協方差矩陣。在該方法中對旁瓣水平的控制采用了相似性約束。即給定一個自相關旁瓣水平低的參考波形s₀，通過限制設計波形s和參考波形s₀之間的范數距離，來保證s也具有較低的自相關旁瓣水平。一般來說，β越小，設計波形s的自相關旁瓣水平越低。

在工程中，回波信號經過濾波器后的輸出距離旁瓣水平也是十分值得關注的。距離旁瓣水平表征相鄰距離單元內回波信號對當前距離單元目標探測的影響程度。若距離旁瓣過高，則鄰近距離單元中的強雜波等會通過旁瓣泄露影響雷達對當前探測單元中的目標的檢測，引起目標分離困難或虛警率過高等問題。一般來說，當使用匹配濾波器進行接收時，對距離旁瓣的要求可以轉化為對波形自相關旁瓣的要求。工程中，一般要求波形的自相關ISL/PSL低于給定閾值，即：

其中ε和ε'是對應的閾值，是一個元素由0和1構成的位移矩陣：

為了避免放大器出現非線性失真和效能浪費，通常還希望設計波形具有恒模特性，即：

其中N為發射波形的設計點數。