[发明专利]一种基于信道识别的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于信道识别的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法，包括将监测信号按OFDM符号划分为多个时间单元进行信道估计，利用信道估计得到的频域信道响应值识别监测信号信道特性的跳变时刻并分段；分别对分段后的监测信号信道响应进行平滑处理，得到信道响应平滑值；用每段监测信号减去对应时间段参考信号与信道响应平滑值的乘积，得到杂波抑制后的监测信号。本发明利用了辐射源信号的OFDM调制特性，操作简单，计算复杂度低，占用内存小，具有并行化处理架构，适合实时化工程实现。

技术领域

本发明涉及外辐射源雷达信号处理技术领域，特别是涉及一种基于信道识别的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法。

背景技术

如图1所示，外辐射源雷达(又称无源雷达)是一种自身不发射电磁波，而是利用第三方辐射源信号进行目标探测的双/多基地雷达系统。因发射信号未知，外辐射源雷达中常设置两类通道：参考通道和监测通道。其中参考通道用于收集发射信号，提纯所得参考信号用作参考和匹配样本；监测通道用于接收目标散射信号，通道输出称为监测信号(万显荣.基于低频段数字广播电视信号的外辐射源雷达发展现状与趋势[J].雷达学报,2012,1(2):109-123.)。

当前，随着数字广播(DRM、DAB、CDR等)、数字电视(DVB-T、DVB-T2、DTMB、CMMB等)以及数字通信网络(GSM、WIFI、LTE、GNSS等)在全球兴起，基于传统模拟信号的外辐射源雷达逐渐向数字信号转换，基于数字信号的外辐射源雷达逐步成为近年新体制外辐射源雷达的研究热点。相对于传统模拟信号，新一代数字信号采用了一系列先进技术，大大提高了系统传输效率和可靠性。其中正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)技术和单频网(Single Frequency Network,SFN)技术为其中两项关键技术。OFDM技术是一种无线环境下的多载波高效传输技术，如图2所示，频域OFDM符号由多个相互正交的子载波构成，每个子载波对应一个载波频率。OFDM信号具有频谱利用率高、抗多径衰落能力强等优点。SFN技术是指若干个发射站同时在同一频带上发射相同的无线信号，以实现对一定服务区域的可靠覆盖。相对于单发射站系统，多发射站的电磁环境更为复杂，除了反射、散射等造成的自然多径以外，不同地点的各发射机在同一频率上所发射的相同信号也会产生大量人工多径(Yi J,Wan X,Zhao Z,et al.Experimental Research for CMMB-BasedPassive Radar Under a Multipath Environment[J].IEEE Transactions onAerospaceElectronic Systems,2014,50(1):70-85.)，另外，SFN中各发射站的异频、异步等也会对后续杂波抑制和目标检测产生影响。

在外辐射源雷达中，由于发射信号并非专为雷达探测设计，相干匹配后直达波和多径杂波的旁瓣掩盖目标，降低了目标探测灵敏度。传统杂波抑制方法中，通常假定相干积累时间内直达波和多径杂波是稳定的，即传播信道具备慢衰落特性。但在复杂探测环境中，传播信道可能处于动态变化状态，导致杂波特性随之变化，此时传统的杂波抑制方法不能有效抑制该类杂波，需寻求新的杂波抑制方法。

在外辐射源雷达中，复杂电波传播环境可能导致传播信道的跳变，该跳变进而引起监测通道信号中多径杂波特性的动态变化。在本发明中，将这种由传播信道跳变所产生的杂波定义为非平稳杂波。针对这类跳变型非平稳杂波，利用传统时域杂波抑制方法，如子带杂波抑制方法(Yi J,Wan X,Li D,et al.Robust Clutter Rejection in PassiveRadar via Generalized Subband Cancellation[J].IEEE Transactions on AerospaceElectronic Systems,2018,54(4):1931-1946.)进行杂波抑制后，监测通道中存在较多杂波残留。而本发明借助于外辐射源雷达中辐射源信号的OFDM调制特性，通过识别信道的跳变时刻，将监测信号进行分段处理，能够在各段中有效抑制多径杂波。

发明内容