一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法技术

本发明专利技术公开了一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法，包括以下步骤：S1：对回波数据进行分组滑窗处理，得到用于检测的噪声基底；S2：将该组内所有数据与检测门限比较，得到所有超过检测门限值所在脉冲单元；S3：将超过检测门限的时间采样单元按冲击分组，得到冲击个数、冲击起始时刻和冲击终止时刻；S4：利用得到的冲击数、冲击起始时刻和冲击终止时刻找到没有冲击的杂波数据窗，在杂波数据窗内取不同间隔计算序列峰值方差，确定杂波重复周期；S5：使用得到的杂波重复周期，用相邻周期相同位置的数值进行替换，完成冲击干扰抑制；S6：与基于时域脉冲对消方法对比。本发明专利技术的目的是抑制高频地波雷达对海探测时受到的雷电冲击干扰。地波雷达对海探测时受到的雷电冲击干扰。地波雷达对海探测时受到的雷电冲击干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法


[0001]本专利技术属于雷达抗冲击领域，具体涉及一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法。

技术介绍

[0002]高频地波雷达的工作频段电磁环境复杂恶劣，高频频段往往存在着大量干扰和外部噪声，按照持续时间的长短，将远远短于雷达相干积累周期的干扰定义为冲击干扰或冲击噪声。以雷电干扰为例，其幅度很强，能量高于雷达内部噪声，同时频谱也很宽，几乎影响到所有的多普勒单元，所以冲击干扰的存在会提高雷达的噪声基底，一般会高出5～20dB，使得高频地波雷达的可利用时间下降25％，将有用信号淹没使雷达探测性能恶化。
[0003]雷电冲击是一种自然放电现象，属于比较典型的冲击干扰，在雷雨季节大约每1
‑
5秒发生一次，每次持续时长大约为200
‑
600ms。对于对海探测的超视距(OTH)雷达来说，雷电冲击会使其灵敏度下降10dB甚至更多，雷电冲击信号对于雷达来说，属于外部干扰信号，与发射信号无关。对于雷达系统来说，雷达冲击干扰同时在距离和多普勒频率两个维度产生影响。在距离维，雷电冲击干扰影响范围与雷达持续时间有关，持续时间越长，影响距离范围越大。在多普勒频率维，由于雷电冲击干扰的瞬时特性，使多普勒频率维的噪声基底抬高。无论是距离维还是多普勒频率维，雷达冲击干扰都对雷达探测性能产生不利影响。对于雷达高发区域，密集的雷达冲击干扰更加使雷达探测性能进一步降低，而现有技术对密集冲击干扰的抑制效果有限，因此很有必要进行雷达的抗冲击干扰技术研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是抑制高频地波雷达对海探测时受到的雷电冲击干扰，在时域对回波信号进行处理后，使用时域滑窗处理查找冲击所在时间采样位置，然后进行回波周期估计算法，使用该周期查找参考单元，对干扰单元进行替换，实现对冲击干扰的抑制。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：
[0006]一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法，包括以下步骤：
[0007]本专利技术基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法的有益效果如下：
[0008]S1：首先将nR个距离单元分为n个组，每组含有R个距离单元，先沿距离维对d
i1
，d
i2
，
…
，d
iR
求均值d
i
＝(d
i1
+d
i2
+
…
+d
iR
)/R；再对回波数据进行脉冲维分组滑窗处理，每个窗内有L个脉冲单元，在每个窗内对d
1i
，d
2i
，
…
，d
Li
求均值S
i
＝(d
1i
+d
2i
+
…
+d
Li
)/L；再对所有窗内的均值再计算一次均值S＝(S1+S2+
…
+S
N
)/N，得到用于检测的噪声基底；
[0009]S2：将该组内所有数据与检测门限T比较，若N
i
＞T则判有冲击。依此再对下一组数据d
1，i+1
，d
2，i+1
，
…
，d
L，i+1
进行相同的处理，得到所有超过检测门限值所在多普勒单元；
[0010]S3：将超过检测门限的时间采样单元按冲击分组，得到冲击个数、冲击起始时刻和冲击终止时刻；
[0011]S4：利用得到的冲击数、冲击起始时刻和冲击终止时刻在原始数据中找到没有冲
击的杂波数据窗d1，d2，
…
，d
n
，在杂波数据窗内取不同间隔i∈I＝1，2，
…
，n计算序列峰值方差其中，[
·
]表示取整数部分，确定杂波重复周期
[0012]S5：使用得到的杂波重复周期，用前n个周期相同位置的数值进行替换，完成冲击干扰抑制；
[0013]优选地，S1中包括以下子步骤：
[0014]S11：首先对原始回波数据nR个距离单元分为n个组，每组含有R个距离单元，沿距离维对d
i1
，d
i2
，
…
，d
iR
求均值d
i
＝(d
i1
+d
i2
+
…
+d
iR
)/R；
[0015]S12：使用基于滑窗检测的查找局部极值方法，每个窗内有L个脉冲单元，在每个窗内对回波数据的脉冲维d
1i
，d
2i
，
…
，d
Li
取均值S
i
＝(d
1i
+d
2i
+
…
+d
Li
)/L；
[0016]S13：对所有窗内的均值再计算一次均值S＝(S1+S2+
…
+S
N
)/N，作为检测噪声基底；
[0017]优选地，在S2中，通过设置检测门限T为p倍的噪声基底，得到冲击干扰所在的脉冲单元。
[0018]优选地，S3包括以下子步骤：
[0019]S31：在查找完所有较大值所在的时间采样单元后，对其按冲击分组，将相邻的较大值归为同一个冲击，直到出现不相邻较大值，算做下一个冲击；
[0020]S32：储存冲击数，以及这些冲击出现的起始时刻、终止时刻。
[0021]优选地，S4包括以下子步骤：
[0022]S41：设定周期i的取值范围为i∈I＝1，2，
…
，n；
[0023]S42：找到不含有冲击的一段数据窗d1，d2，
…
，d
n
；
[0024]S43：在不含有冲击的数据窗内，分别以间隔i∈I＝1，2，
…
，n采样，计算这些采样点的方差则周期估计值N即为使得方差最小的间隔
[0025]优选地，S5中，利用S4得到的周期估计值用之前周期的无冲击单元对冲击单元进行替换。
[0026]1.本专利技术的目的是抑制高频地波雷达对海探测时受到的雷电冲击干扰，在时域对回波信号进行处理后，使用时域滑窗处理查找冲击所在脉冲维位置，然后进行回波周期估计算法，使用该周期查找参考单元，对干扰单元进行替换，实现对冲击干扰的抑制。
[0027]2.本专利技术利用对海杂波周期估计的方法，在剔除冲击的同时，不破坏海杂波频谱。
附图说明
[0028]图1本专利技术的流程图
[0029]图2冲击检测结果
[0030]图3第24个距离单元抑制结果
[0031]图4第48个距离单元抑制结果
[0032]图5第200个距离单元抑制结果
[0033]图6冲击抑制前后距离
‑
多普勒频率谱
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：首先将nR个距离单元分为n个组，每组含有R个距离单元，先沿距离维对d
i1
，d
i2
，
…
，d
iR
求均值d
i
＝(d
i1
+d
i2
+
…
+d
iR
)/R；再对回波数据进行脉冲维分组滑窗处理，每个窗内有L个脉冲单元，在每个窗内对d
1i
，d
2i
，
…
，d
Li
求均值S
i
＝(d
1i
+d
2i
+
…
+d
Li
)/L；再对所有窗内的均值再计算一次均值S＝(S1+S2+
…
+S
N
)/N，得到用于检测的噪声基底；S2：将该组内所有数据与检测门限T比较，若N
i
＞T则判有冲击。依此再对下一组数据d
1，i+1
，d
2，i+1
，
…
，d
L，i+1
进行相同的处理，得到所有超过检测门限值所在脉冲单元；S3：将超过检测门限的时间采样单元按冲击分组，得到冲击个数、冲击起始时刻和冲击终止时刻；S4：利用得到的冲击数、冲击起始时刻和冲击终止时刻在原始数据中找到没有冲击的杂波数据窗d1，d2，
…
，d
n
，在杂波数据窗内取不同间隔i∈I＝1，2，
…
，n计算序列峰值方差其中，[
·
]表示取整数部分，确定杂波重复周期S5：使用得到的杂波重复周期，用前n个周期相同位置的数值进行替换，完成冲击干扰抑制。2.根据权利要求1所述的基于周期估计的杂波背景下抗冲击方法，其特征在于，所述S1中包括以下子步骤：S11：首先对原始回波数据nR个距离单元分为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，盛浩南，吴小川，邓维波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：