本發(fā)明涉及雷達
技術領域：
，尤其涉及一種外輻射源雷達的干擾抑制方法。
背景技術：
：外輻射源雷達屬于收發(fā)分置的雙(多)基地雷達，其沒有自主發(fā)射源，需要借助實際地理環(huán)境中已經(jīng)存在的第三方輻射源輻射的電磁信號，并通過信號相干處理技術實現(xiàn)目標檢測。外輻射源雷達在進行目標檢測過程中，需要至少兩個物理接收通道或者兩個等效接收通道，其中一個通道指向第三方輻射源方向，用于接收參考信號(包括直達波信號以及少量的多徑信號、目標回波信號及噪聲信號構成的干擾信號)，稱之為參考通道；除參考通道之外的通道指向目標所在的觀測區(qū)方向，用于接收目標回波信號以及少量的直達波信號、多徑信號和噪聲信號構成的干擾信號，稱之為回波通道。由于受第三方輻射源信號非透明、起伏性、輻射功率及目標有效雷達截面積變化的影響，目標回波信號的能量遠遠低于直達波信號以及多徑信號的能量，因此在目標檢測之前，首先需要對所接收的回波信號進行雜波抑制，以消去摻雜于回波信號中的干擾信號。經(jīng)過雜波抑制之后，目標回波的能量可能仍弱于噪聲信號的能量，因此還需要利用參考信號對經(jīng)過雜波抑制后的剩余回波信號進行相干處理，以提高目標的檢測信噪比，進而通過恒虛警檢測確定目標的距離及多普勒信息。若想獲得較為理想的目標檢測結果，就要求參考通道接收的直達波信號較為純凈。但在實際工程應用中，參考通道所接收的參考信號中不僅有直達波信號，還有多徑和噪聲帶來的干擾信號，甚至可能存在部分目標回波信號。而目標回波信號的存在不僅會削弱相應目標在距離多普勒處理時積累的能量，還會使得相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出虛假目標，從而使得外輻射源雷達的目標檢測性能下降。技術實現(xiàn)要素：為此，本發(fā)明的實施例提供一種外輻射源雷達的干擾抑制方法，不僅能夠解決由于參考信號中摻雜目標回波信號所導致的相應目標在距離多普勒處理時的能量積累削弱的問題，還能夠消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標，從而提高外輻射源雷達的目標檢測性能。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：提供一種外輻射源雷達的干擾抑制方法，外輻射源雷達的接收通道包括參考通道及回波通道，參考通道用于接收參考信號，回波通道用于接收回波信號，方法包括如下步驟：步驟1，獲取參考通道接收到的參考信號，根據(jù)參考信號得到參考信號向量Sref；以及，獲取回波通道接收到的回波信號，根據(jù)回波信號得到回波信號向量Secho；步驟2，利用參考信號向量Sref構造雜波抑制權矢量W＝[W(1)，W(2)，…，W(K)]T，進而使用雜波抑制權矢量W對回波信號向量Secho進行雜波抑制，得到剩余回波信號向量Srem；其中，W(k)表示雜波抑制權矢量W的第k個元素，1≤k≤K，K表示雜波抑制階數(shù)；步驟3，利用參考信號向量Sref對剩余回波信號向量Srem進行距離-多普勒二維相關處理，得到距離-多普勒二維相關處理矩陣；利用預設的恒虛警檢測門限ηCFAR對距離-多普勒二維相關處理矩陣進行恒虛警檢測，得到恒虛警檢測結果矩陣；利用恒虛警檢測結果矩陣中的非零元素，構造得到恒虛警檢測向量ψCFAR＝[(r1，d1，ψ(r1，d1))，(r2，d2，ψ(r2，d2))，…，(rN，dN，ψ(rN，dN))]T，其中，ψ(rn，dn)表示恒虛警檢測向量ψCFAR的第n個元素，1≤n≤N，N表示恒虛警檢測向量ψCFAR中的元素總數(shù)，rn表示距離單元，dn表示多普勒單元；步驟4，搜索得到雜波抑制權矢量W的元素中的次大值W(lsub)，保存次大值W(lsub)以及次大值W(lsub)在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，并設置距離匹配門限ηr＝1、多普勒匹配門限ηd＝1、距離循環(huán)索引i＝1、多普勒循環(huán)索引j＝2；步驟5，判斷恒虛警檢測向量ψCFAR中的第一元素(ri，di，ψ(ri，di))和第二元素(rj，dj，ψ(rj，dj))是否滿足預設條件：|ri-rj|≤lsub+ηr，|di-dj|≤ηd；步驟6，若滿足，保存第二距離多普勒單元(rj，dj)，并轉至步驟7；若不滿足，則令j加1，并判斷j是否小于等于N；若j≤N，則轉至步驟5；若j＞N，則令i加1，j＝i+1，并判斷i是否小于等于N-1，若i≤N-1，則轉至步驟5；步驟7，利用參考信號向量Sref、第二距離多普勒單元(rj，dj)、剩余回波信號向量Srem、次大值W(lsub)以及次大值在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，重置參考信號向量，得到重置后的參考信號向量S′ref，并令Sref＝S′ref；步驟8，令i加1，j＝i+1，并判斷i是否小于等于N-1，若i≤N-1，則轉步驟5，若i＞N-1，則保存參考信號向量Sref；其中，參考信號向量Sref為經(jīng)過干擾抑制后的參考信號向量?；诒景l(fā)明上述方案，通過利用恒虛警檢測結果矩陣構造恒虛警檢測向量，并搜索恒虛警檢測向量中滿足條件的第一元素和第二元素，進而利用第二元素對應的第二距離多普勒單元、參考信號向量、經(jīng)過雜波抑制后的剩余回波信號向量以及雜波抑制權矢量中的次大值及其索引重置參考信號，以消除摻雜于參考信號中的目標回波信號，增強回波信號里相應目標的信噪比，同時消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標。因此，本發(fā)明的實施例提供的外輻射源雷達的干擾抑制方法不僅能夠解決由于參考信號中摻雜目標回波信號所導致的相應目標在距離多普勒處理時的能量積累削弱的問題，還能夠消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標，降低目標的虛警概率，從而提高外輻射源雷達的目標檢測性能。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種外輻射源雷達的干擾抑制方法的流程圖；圖2為采用傳統(tǒng)的干擾抑制方法對參考信號進行干擾抑制后的檢查結果圖；圖3為采用本發(fā)明實施例提供的干擾抑制方法對參考信號進行干擾抑制后的檢查結果圖。具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，為了便于清楚描述本發(fā)明實施例的技術方案，在本發(fā)明的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進行區(qū)分，本領域技術人員可以理解“第一”、“第二”、等字樣并不對數(shù)量和執(zhí)行次序進行限定。本發(fā)明實施例提供一種外輻射源雷達的干擾抑制方法，其流程圖如圖1所示，所述方法具體包括如下步驟：步驟1，獲取參考通道接收到的參考信號，根據(jù)參考信號得到參考信號向量Sref；以及，獲取回波通道接收到的回波信號，根據(jù)回波信號得到回波信號向量Secho。具體來說，按照一定的采樣時間對接收通道接收到的信號進行采樣，將采樣數(shù)據(jù)按照采樣時間的先后排列即可得到對應的信號向量。步驟2，利用參考信號向量Sref構造雜波抑制權矢量W＝[W(1)，W(2)，…，W(K)]T，進而使用雜波抑制權矢量W對回波信號向量Secho進行雜波抑制，得到剩余回波信號向量Srem。其中，W(k)表示雜波抑制權矢量W的第k個元素，1≤k≤K，K表示雜波抑制階數(shù)。具體來說，步驟2包括如下子步驟：(2a)利用參考信號向量Sref，構造子空間參考矩陣V。其中，子空間參考矩陣Sref(·)表示參考信號向量Sref中的元素，L表示參考信號向量Sref的數(shù)據(jù)長度，K表示雜波抑制階數(shù)。(2b)使用直接矩陣求逆(DirectMatrixInversion，DMI)算法，利用回波信號向量Secho、子空間參考矩陣V以及第一預設公式，構造雜波抑制權矢量W＝[W(1)，W(2)，…，W(K)]T。其中，第一預設公式為W＝(VHV)-1VHSecho，式中，H表示矩陣的共軛轉置運算，-1表示矩陣的求逆運算。(2c)利用雜波抑制權矢量W以及第二預設公式，對回波信號向量Secho進行雜波抑制，得到剩余回波信號向量Srem。其中，第二預設公式為Srem＝Secho-VWdmi，式中，記為Srem＝[Srem(1)，Srem(2)，…，Srem(L)]T，Srem(l)表示剩余回波信號向量Srem的第l個元素，1≤l≤L。步驟3，利用參考信號向量Sref對剩余回波信號向量Srem進行距離-多普勒二維相關處理，得到距離-多普勒二維相關處理矩陣；利用預設的恒虛警檢測門限ηCFAR對距離-多普勒二維相關處理矩陣進行恒虛警檢測，得到恒虛警檢測結果矩陣；利用恒虛警檢測結果矩陣中的非零元素，構造得到恒虛警檢測向量ψCFAR＝[(r1，d1，ψ(r1，d1))，(r2，d2，ψ(r2，d2))，…，(rN，dN，ψ(rN，dN))]T。其中，ψ(rn，dn)表示恒虛警檢測向量ψCFAR的第n個元素，1≤n≤N，N表示恒虛警檢測向量ψCFAR中的元素總數(shù)，rn表示距離單元，dn表示多普勒單元。步驟3中，利用參考信號向量Sref對剩余回波信號向量Srem進行距離-多普勒二維相關處理，得到距離-多普勒二維相關處理矩陣，具體可以包括如下步驟：利用參考信號向量Sref以及第三預設公式，對剩余回波信號向量Srem進行距離-多普勒二維相關處理，得到距離-多普勒二維相關處理矩陣R_D。其中，第三預設公式為距離-多普勒二維相關處理矩陣R_D的表達式為：式中，rn表示距離單元，rn取0到R-1之間的所有整數(shù)值，R表示外輻射源雷達的檢測區(qū)域內的最大距離單元，dn表示多普勒單元，dn取-F+1到F之間的所有整數(shù)值，F(xiàn)表示外輻射源雷達的檢測區(qū)域內的最大多普勒單元，|·|表示求模運算，*表示共軛運算。另外，需要說明的是，所謂的恒虛警檢測即是將把距離-多普勒二維相關處理矩陣中大于恒虛警檢測門限ηCFAR的元素保留，小于恒虛警檢測門限ηCFAR的元素置為零，如此即得到恒虛警檢測結果矩陣。在獲得恒虛警檢測結果矩陣后，將其中的非零元素排列成一列，即組成恒虛警檢測向量ψCFAR。步驟4，搜索得到雜波抑制權矢量W的元素中的次大值W(lsub)，保存次大值W(lsub)以及次大值W(lsub)在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，并設置距離匹配門限ηr＝1、多普勒匹配門限ηd＝1、距離循環(huán)索引i＝1、多普勒循環(huán)索引j＝2。步驟5，判斷恒虛警檢測向量ψCFAR中的第一元素(ri，di，ψ(ri，di))和第二元素(rj，dj，ψ(rj，dj))是否滿足預設條件：|ri-rj|≤lsub+ηr，|di-dj|≤ηd。步驟6，若滿足，保存第二距離多普勒單元(rj，dj)，并轉至步驟7；若不滿足，則令j加1，并判斷j是否小于等于N；若j≤N，則轉至步驟5；若j＞N，則令i加1，j＝i+1，并判斷i是否小于等于N-1，若i≤N-1，則轉至步驟5。步驟7，利用參考信號向量Sref、第二距離多普勒單元(rj，dj)、剩余回波信號向量Srem、次大值W(lsub)以及次大值在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，重置參考信號向量，得到重置后的參考信號向量S′ref，并令Sref＝S′ref。具體來說，步驟7中，利用參考信號向量Sref、第二距離多普勒單元(rj，dj)、剩余回波信號向量Srem、次大值W(lsub)以及次大值在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，重置參考信號向量，得到重置后的參考信號向量S′ref，具體可以包括如下子步驟：(7a)利用參考信號向量Sref、第二距離多普勒單元(rj，dj)，構造得到第一子空間其中，第一子空間的第l個元素的表達式為：式中，1≤l≤L，Sref(·)表示參考信號向量Sref中的元素，當l′≤0時，Sref(l′)＝0，T表示矩陣的轉置運算。(7b)將剩余回波信號向量Srem投影至第一子空間得到第一投影向量其中，第一投影向量的第l個元素的表達式為：式中，Srem(·)表示剩余回波信號向量Srem中的元素，H表示矩陣的共軛轉置運算，-1表示矩陣的求逆運算。(7c)利用第一投影向量次大值W(lsub)以及次大值在雜波抑制權矢量W中的索引lsub，構造得到第二投影向量其中，第二投影向量的第l個元素的表達式為：當l′＞L時，(7d)根據(jù)第二投影向量重置參考信號向量，得到重置后的參考信號向量步驟8，令i加1，j＝i+1，并判斷i是否小于等于N-1，若i≤N-1，則轉步驟5，若i＞N-1，則保存參考信號向量Sref，其中，參考信號向量Sref為經(jīng)過干擾抑制后的參考信號向量。至此，本發(fā)明實施例提供的外輻射源雷達的干擾抑制方法即結束，最終保存的參考信號向量即為經(jīng)過干擾抑制后的參考信號向量。基于本發(fā)明上述方案，通過利用恒虛警檢測結果矩陣構造恒虛警檢測向量，并搜索恒虛警檢測向量中滿足條件的第一元素和第二元素，進而利用第二元素對應的第二距離多普勒單元、參考信號向量、經(jīng)過雜波抑制后的剩余回波信號向量以及雜波抑制權矢量中的次大值及其索引重置參考信號，以消除摻雜于參考信號中的目標回波信號，增強回波信號里相應目標的信噪比，同時消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標。因此，本發(fā)明的實施例提供的外輻射源雷達的干擾抑制方法不僅能夠解決由于參考信號中摻雜目標回波信號所導致的相應目標在距離多普勒處理時的能量積累削弱的問題，還能夠消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標，降低目標的虛警概率，從而提高外輻射源雷達的目標檢測性能。以下，通過仿真實驗進一步說明本發(fā)明的上述效果：(1)仿真實驗設置本仿真實驗中用到的系統(tǒng)參數(shù)如表1所示，實驗中設置了3個待檢測目標，并在回波信號中摻雜了直達波在內的6個雜波信號，在參考信號摻雜了4個雜波信號以及2個目標回波信號，目標及雜波的具體信息如表2所示。表1系統(tǒng)參數(shù)設置信號采樣率200KHz數(shù)據(jù)長度L200K最大距離單元R200最大多普勒單元F2048雜波抑制階數(shù)K100恒虛警檢測門限ηCFAR3.5表2目標及雜波信息注：[a]延時單元為0表示直達波；[b]直噪比為直達波和噪聲能量之比；[c]信直比為目標回波和直達波能量之比。(2)仿真內容分別采用傳統(tǒng)的干擾抑制方法以及本發(fā)明提供的外輻射源雷達的干擾抑制方法對參考信號進行干擾抑制，進而利用經(jīng)過干擾抑制后的參考信號檢查目標信息，并繪制檢查結果圖，在圖中標出檢測得到的目標的信息。(3)仿真結果分析圖2所示為采用傳統(tǒng)的干擾抑制方法對對參考信號進行干擾抑制后的檢測結果圖，圖3所示為采用本發(fā)明提供的外輻射源雷達的干擾抑制方法對參考信號進行干擾抑制后的檢測結果圖。觀察圖2，可以看出，采用傳統(tǒng)的干擾抑制方法進行干擾抑制后，能夠檢測到全部目標，即目標1、目標2及目標3，但在檢測到真實的目標1和目標2的同時，在目標1和目標2所在的多普勒單元上衍生出了虛假目標。這說明，傳統(tǒng)的干擾抑制方法對參考信號沒能很好的起到抑制目標回波信號的目的。對比圖2和圖3，可以看出，采用本發(fā)明提供的干擾抑制方法對參考信號進行干擾抑制后，能夠檢測到全部目標，同時剔除了目標1和目標2衍生的虛假目標，并且提高了目標1和目標2積累的能量。這表明，本發(fā)明的干擾抑制方法不僅能夠較好的抑制了參考信號中摻雜的目標回波信號，從而解決由于參考信號中摻雜目標回波信號所導致的相應目標在距離多普勒處理時的能量積累削弱的問題，還能夠消除相應目標在多徑存在的距離單元上衍生出的虛假目標。本領域普通技術人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3