[发明专利]一种基于形态分量分析的外辐射源雷达风场杂波抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于外辐射源雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于形态分量分析的外辐射源雷达风场杂波抑制方法。

背景技术

外辐射源雷达(又称无源雷达)是一种利用第三方发射的电磁信号进行目标探测的双/多基地雷达系统，该体制雷达自身并不直接辐射电磁能量，而是通过接收来自外部非协同辐射的直达波及其照射目标后形成的反射波或散射波，完成对目标的探测、定位和跟踪。由于可利用的外部辐射源(包括广播电台、电视台和移动通信基站等)具有空域、时域覆盖范围广及基站配置冗余度高等特点，因此，外辐射源雷达除具备成本低廉、隐蔽性好、抗摧毁能力强等优点外，还能够缩小常规雷达低空探测盲区，实现对低空移动目标的大范围覆盖，并有利于隐身目标探测。这些独特优点使它成为当前新体制雷达研究中的热点和重点。

在雷达的实际应用中，当目标自身或其部件存在微动时，会对雷达回波信号产生频率调制，生成关于目标主体的多普勒边带，这种调制现象称为微多普勒效应。近年来，全球风电发展迅速，风力发电机具有长而宽的叶片，且有较高的转速，产生的雷达回波具有较强的幅度，且在频域上具有宽的多普勒频谱，强而宽的多普勒边带致使目标被掩盖，对雷达目标检测构成干扰。外辐射源雷达是一种新体制雷达，当前国内外对外辐射源雷达的研究主要集中在目标探测、定位及跟踪，而对风场杂波问题研究较少，此外，现存的各种外辐射源雷达时域、空域杂波抑制算法只能抑制静止的杂波，无法对非零频成分的风场杂波进行有效的抑制。

发明内容

本发明为了解决上述的技术问题，提出了一种基于形态分量分析的外辐射源雷达风场杂波抑制方法，为提高外辐射源雷达目标探测性能提供了一种新的解决方法。

本发明的技术方案是：一种基于形态分量分析的外辐射源雷达风场杂波抑制方法，包括如下步骤：

步骤1，对参考通道、监测通道分别进行参考信号重构和多径杂波抑制，然后计算参考通道与监测通道二维互相关函数；

步骤2，是否存在沿多普勒轴与零多普勒对称的、呈周期出现的多次谐波副峰；如果存在，则需进行风场杂波抑制；如果不存在，则表明无风场杂波；

步骤3，当存在沿多普勒轴与零多普勒对称的呈周期出现的多次谐波副峰时，通过求解以下约束优化问题得到稀疏系数和

s.t.y＝A₁c₁+A₂c₂

其中，c₁和c₂是稀疏系数；和分别是c₁和c₂的最佳估计；λ₁、λ₂为参数，且λ₁＝1-λ₂；y为雷达接收到的复合信号；A₁、A₂分别为傅里叶变换及短时傅里叶变换；

然后根据估计的得到信号分量从而实现信号分离。

优选的，所述的步骤3中，最佳稀疏系数和通过以下子步骤进行求解：

步骤3.1，初始化变量：迭代次数初始值k＝0，惩罚参数μ＞0，待求解稀疏系数初始值c_1,0、c_2,0，迭代过程中间变量初始值d_1,0、d_2,0；

步骤3.2，更新变量：

v_i,k+1＝soft(c_i,k+d_i,k,λ_i/μ)-d_i,k，i＝1,2

g_k+1＝y-A₁v_1,k+1-A₂v_2,k+1

c_i,k+1＝d_i,k+1+v_i,k+1，i＝1,2

其中，soft(.)为软阈值函数，soft(x,T)＝max(1-T/|x|,0)，x,T分别软阈值函数中的变量，|x|为变量x的绝对值；v_i,k+1、g_k+1、d_i,k+1、c_i,k+1分别表示第i个信号分量在进行第k+1次迭代时的中间变量；A₁、A₂分别为傅里叶变换及短时傅里叶变换；H为转置复共轭；