一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法技术

一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法，涉及雷达干扰对抗技术领域。本发明专利技术是为了解决现有主瓣干扰抑制方法还存在面对多个主瓣干扰时抑制效果差的问题。本发明专利技术包括：步骤一、获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)，利用X(t)获取多主瓣干扰中与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰，从而获取干扰的特征矢量u

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法


[0001]本专利技术涉及雷达干扰对抗
，特别涉及一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]随着电子对抗技术的发展，在实际使用中雷达经常受到敌方的干扰，按照干扰作用类型可以分为主瓣干扰和旁瓣干扰。相比于旁瓣干扰，主瓣干扰作为一种高效的电子对抗技术能够对雷达的目标探测产生更大的影响，并且更加难以抑制。
[0003]为了实现主瓣干扰抑制，现有技术中使用较为广泛的方法，分别为自适应波束形成方法与盲分离方法。传统的自适应波束形成方法主要被应用于旁瓣干扰抑制，近年来也出现了将其应用到主瓣干扰抑制的改进方法，例如阻塞矩阵预处理、特征投影预处理以及斜投影预处理等。其中特征投影预处理算法通过主瓣干扰特征向量构建特征投影矩阵，将其与回波混合信号相乘从而抑制对应的主瓣干扰。但是这种方法的干扰抑制效果直接受到干扰特征向量估计的影响，当存在多个主瓣干扰时抑制效果将大打折扣。
[0004]作为现代信号处理的重要分支，盲分离是指在没有源信号和信道参数先验信息的前提下，只依靠接收器接收到的混合信号分离出源信号。在雷达干扰抑制中，学者们相继提出了空时多通道盲分离方法，极化域盲分离方法，联合盲分离方法以及基于深度学习的盲分离方法等。总之盲分离技术已经在主瓣干扰抑制中得到了广泛的应用。然而这些方法仅仅通过结合新的理论对传统盲分离技术性能进行加强，或是将传统盲分离算法应用到特殊的作用域，但是当干扰方位角与目标方位角极为接近时分离效果变差，特别是当存在多个主瓣干扰时，距离目标方位角最近的主瓣干扰将对分离效果产生较大的恶化，这直接影响到了盲分离算法在多主瓣干扰抑制中的性能。因此目前的主瓣干扰抑制方法在面对多个主瓣干扰时抑制效果差。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是为了解决现有主瓣干扰抑制方法还存在面对多个主瓣干扰时抑制效果差的问题，而提出了一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法。
[0006]一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法具体过程为：
[0007]步骤一、获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)，利用X(t)获取多主瓣干扰中与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰，从而获取干扰的特征矢量u
m
；
[0008]步骤二、利用干扰的特征矢量u
m
对X(t)进行特征投影预处理，获得特征投影预处理后的多通道混合信号
[0009]步骤三、对进行盲分离，获得目标回波信号和目标回波信号的距离域。
[0010]进一步地，所述步骤一中的利用X(t)获取多主瓣干扰中与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰，从而获取干扰的特征矢量u
m
，包括以下步骤：
[0011]步骤一一、获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)的协方差矩阵R；
[0012]步骤一二、对步骤一一获得的R进行特征分解，获得分解出的特征向量u
i
：
[0013][0014]其中，λ
i
是特征值，u
i
是特征向量，U
s
是信号子空间，Λ
s
是信号子空间对应的特征值，U
n
是噪声子空间，Λ
n
是噪声子空间对应的特征值，i∈[1,N]，N是R分解出的特征向量总数，(
·
)
H
是共轭转置；
[0015]步骤一三、基于步骤一二获得的u
i
，采用相关性判别方法利用u
i
在多主瓣干扰中获取与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰的特征矢量u
m
。
[0016]进一步地，所述步骤一一中的获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)的协方差矩阵R，如下式：
[0017][0018]其中，t∈[1,T]，T是信号采样点数。
[0019]进一步地，所述步骤一三中的基于步骤一二获得的u
i
，采用相关性判别方法利用u
i
在多主瓣干扰中获取与目标方位角最接近的干扰方位角对应干扰的特征矢量u
m
，通过以下公式获得：
[0020][0021][0022]其中，ρ(v1,v2)是互相关运算，a(θ
s
)是目标方位角矢量，v1和v2为两个任意向量。
[0023]进一步地，
[0024]其中，d为阵元间距，λ为信号载频波长，j是虚数单位。
[0025]进一步地，所述步骤二中的特征投影预处理后的多通道混合信号如下式：
[0026][0027]其中，B是特征投影矩阵。
[0028]进一步地，
[0029][0030]其中，I是单位矩阵。
[0031]进一步地，所述步骤三中的对进行盲分离，获得目标回波信号和目标回波信号的距离域，包括以下步骤：
[0032]步骤三一、对先进行零均值处理，再对零均值后的进行白化预处理得到Z(t)；
[0033]步骤三二、利用步骤三一获得的Z(t)获取分离矩阵V；
[0034]步骤三三、利用步骤三一获得的Z(t)和步骤三二获得的V获取信号矩阵Y(t)；
[0035]步骤三四、对Y(t)进行匹配滤波获得目标回波信号及目标回波信号的距离域。
[0036]进一步地，所述步骤三二中的利用步骤三一获得的Z(t)获取分离矩阵V，如下式：
[0037][0038]其中，M
j'
是第j'个任意M维矩阵，j'∈[1,L]，L为任意M维矩阵的总个数，off(
·
)是求取矩阵非对角线元素和的运算，Q
Z
(M
j'
)是矩阵M
j'
对应的四阶积累量矩阵。
[0039]进一步地，四阶积累量矩阵Q
Z
(M)的第p行第q列，如下式：
[0040][0041]其中，k,l∈[1,M]，M是多通道混合信号中的信源数目，M为任意M维矩阵，m
kl
是矩阵M中的第k行第l列元素，是四阶积累量，z
p
(t)是Z(t)中的第p行，表示Z(t)中的第k列的共轭，z
q
(t)是Z(t)中的第q列，是Z(t)中的第l列的共轭。
[0042]本专利技术的有益效果为：
[0043]本专利技术将盲分离与自适应波束形成技术结合，充分利用了目标方位角等先验知识，增强了干扰抑制能力。本专利技术在预处理阶段采用了特征投影方法将距离目标方位最近的主瓣干扰进行了滤除，因此当主瓣干扰方位角与目标方位角极为接近时，本专利技术提出的干扰抑制效果优于传统盲分离算法。本专利技术通过特征投影预处理方法将方位角最接近目标的干扰进行了消除，因此当存在多个主瓣干扰时并不损失自由度，同时本专利技术输出的信干噪比高于传统盲分离抑制算法，因此本专利技术提升了面对多个瓣干扰时的抑制效果，本专利技术更适用于多主瓣干扰场景，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)，利用X(t)获取多主瓣干扰中与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰，从而获取干扰的特征矢量u
m
；步骤二、利用干扰的特征矢量u
m
对X(t)进行特征投影预处理，获得特征投影预处理后的多通道混合信号步骤三、对进行盲分离，获得目标回波信号和目标回波信号的距离域。2.根据权利要求1所述的一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法，其特征在于：所述步骤一中的利用X(t)获取多主瓣干扰中与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰，从而获取干扰的特征矢量u
m
，包括以下步骤：步骤一一、获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)的协方差矩阵R；步骤一二、对步骤一一获得的R进行特征分解，获得分解出的特征向量u
i
：其中，λ
i
是特征值，u
i
是特征向量，U
s
是信号子空间，Λ
s
是信号子空间对应的特征值，U
n
是噪声子空间，Λ
n
是噪声子空间对应的特征值，i∈[1,N]，N是R分解出的特征向量总数，(
·
)
H
是共轭转置；步骤一三、基于步骤一二获得的u
i
，采用相关性判别方法利用u
i
在多主瓣干扰中获取与目标方位角最接近的干扰方位角对应的干扰的特征矢量u
m
。3.根据权利要求2所述的一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法，其特征在于：所述步骤一一中的获取阵列接收到的多通道混合信号X(t)的协方差矩阵R，如下式：其中，t∈[1,T]，T是信号采样点数。4.根据权利要求3所述的一种基于特征投影和盲分离的雷达多主瓣干扰抑制方法，其特征在于：所述步骤一三中的基于步骤一二获得的u
i
，采用相关性判别方法利用u
i
在多主瓣干扰中获取与目标方位角最接近的干扰方位角对应干扰的特征矢量u
m

【专利技术属性】
技术研发人员：于雷，刘一品，位寅生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：