[發明專利]基于滑窗多波束盲源分離的雷達抗干擾方法及系統

在審

• 申請號: 202211300949.4
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115656934A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王金峰;楊雪亞;郝慧軍;張學森;蔣千;劉仍莉;張永杭
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 朱文振

本發明提供基于滑窗多波束盲源分離的雷達抗干擾方法及系統，方法包括：利用相控陣陣面的陣元或者子陣數據進行干擾感知獲取干擾的角度，將全陣分為兩個窗并根據干擾感知的角度和雷達主工作角度分別進行波束合成，然后對兩個窗的波束域數據進行聯合的盲源分離將干擾與目標信號分離，最后對分離出的目標信號進行檢測和目標測角，實現干擾抑制的同時獲得高精度的目標測角。本發明解決了抗干擾過程帶來的測角誤差、子陣間距無法滿足滑動不變性時的抗干擾問題，子陣降維帶來的副瓣干擾抑制性能下降的技術問題。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域，具體涉及基于滑窗多波束盲源分離的雷達抗干擾方法及系統。

背景技術

隨著雷達應用中電磁環境復雜性的不斷提高，雷達抗干擾能力的需求越來越迫切。能否適應復雜的干擾環境成為雷達系統成敗的關鍵。為了提高雷達在復雜電磁干擾環境中的性能，已經廣泛采用了頻率捷變、超低副瓣、副瓣匿影、自適應副瓣對消、自適應波束形成、盲源分離等抗干擾措施。自適應副瓣對消和自適應波束形成通過干擾和目標回波在空間響應上的差異，通過干擾協方差統計矩陣在干擾方向形成方向圖的零陷，實現干擾的抑制。但當干擾位于主瓣波束寬度內時，目標方向矢量與干擾特征矢量部分相關，造成目標方向的波束無法有效形成，同時引入主瓣方向圖的偏移。對于主瓣進入的干擾，學者們提出了基于盲源分離理論的抗干擾方法，其利用干擾和目標回波統計獨立的特性，通過對系統響應矩陣的估計，實現目標回波的分離提取。其中基于四階累積量的特征矩陣近似聯合對角化(JADE)算法性能相對穩定，適用于弱目標強干擾環境。

例如公布號為CN109270499A的現有發明申請文獻《一種基于特征矩陣聯合對角化的多目標主瓣抗干擾方法》該方法首先在多目標受主瓣干擾的情況下建模；然后利用JADE將干擾分量與目標回波分量分離開來；最后根據匹配濾波原則，將盲源分離得到的目標回波分量經過匹配濾波器，最終抑制干擾進而實現目標探測。由該現有技術的具體實施內容可知，該現有方案涉及多目標盲源分離抗主瓣干擾方法。然而，復雜電磁干擾環境下的雷達目標檢測不僅包含干擾的抑制，還需要對干擾抑制后的信號進行檢測和參數的估計。特別是當干擾位于主瓣內時，干擾的抑制往往帶來主瓣流型的畸變，導致干擾抑制后無法通過幅度包絡的擬合實現測角。另外，在目標被測量到角度之前，無法得知干擾是主瓣干擾還是副瓣干擾，進而選擇合適的方法架構。因此，需要研究既能抗干擾又能進行目標測角的方法。

又例如公布號為CN114114163A的現有發明專利申請文獻《一種基于盲源分離的陣列雷達抗欺騙式干擾方法》在盲源分離技術基礎上，結合接收信號的波達角度信息，即通過盲源分離恢復激勵陣列天線的多源信號波形能夠有效實現干擾和目標的分離，再利用干擾辨識技術有效提取目標信號。從該現有技術中的具體實現內容可知，該現有技術利用陣列結構等先驗數據，獲得目標和干擾的波達角參數，以分離目標信號和干擾。同時，公布號為CN111044979A的現有發明申請文獻《一種基于盲源分離的主瓣干擾對消與目標角度估計方法》包含步驟：1、接收信號和干擾數據；2、獲取接收天線陣列的輸出數據；3、對面陣輸出進行加權得到和差波束數據；4、對另一天線重復步驟1和2，并對接收數據進行盲源分離；5、提取分離后干擾數據；6、利用提取的干擾數據對得到的和差波束數據分別進行干擾對消；7、用干擾對消后的和差波束數據進行和差波束測角得到目標的方位角和俯仰角，但該現有技術偏重應用于分布式雷達。基于滑窗子陣的盲源分離雷達抗干擾方法，具備實現干擾抑制和測角的能力，但子陣架構要求系統的子陣間距具有滑動不變性，而現代雷達系統中為了降低微波系統的成本往往采用非等間距的天線布陣方法，難以保證滑窗子陣間距組合的一致。另外，子陣的合成時，合成的子陣數越少越能帶來運算量的降低，然而卻對應著子陣的波束變窄，無法實現遠區副瓣干擾的高性能抑制。

綜上，現有技術存在抗干擾過程帶來的測角誤差、子陣間距無法滿足滑動不變性時的抗干擾問題，以及子陣降維帶來的副瓣干擾抑制性能下降的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于如何解決現有技術中抗干擾過程帶來的測角誤差、子陣間距無法滿足滑動不變性時的抗干擾問題，以及子陣降維帶來的副瓣干擾抑制性能下降的技術問題。