[发明专利]基于认知雷达波形设计的复杂环境下无源干扰抑制方法

权利要求书

1.一种基于认知雷达波形设计的复杂环境下无源干扰抑制方法，其特征在于，包含以下过程：

步骤1，确定雷达发射接收信号模型；

步骤2，确定目标、杂波、无源干扰及噪声的响应先验信息；

步骤3，确定检测器并获得检测器性能；

步骤4，根据带宽、发射能量进行波形设计，计算发射信号频域能量分布；

步骤5，获得的信号频域能量谱用于发射信号。

2.如权利要求1所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤1中，雷达发射出的信号为s(t)，激励了目标、无源干扰以及杂波并返回接收机，回波在接收机端混入了噪声信号；

接收到的信号y(t)表示为

其中，代表了卷积运算，h(t)、c(t)、j(t)分别为目标的响应、杂波的响应、无源干扰响应，其傅里叶变换分别为H_t(f)、H_c(f)和H_j(f)；n(t)为白高斯噪声，其傅里叶变换为N(f)。

3.如权利要求2所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤2中，确定杂波、干扰及噪声的响应模型；

杂波的频域信号表示为H_c(f)～CN(0,P_c(f))，杂波的功率谱密度P_c(f)，CN表示复高斯分布；

干扰的频域信号表示为H_j(f)～CN(0,P_j(f))，干扰的功率谱密度P_j(f)；

噪声的频域信号表示为N(f)～CN(0,P_n(f))，噪声的功率谱密度为P_n(f)。

4.如权利要求3所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤3中，根据奈曼-皮尔逊准则确定检测器：

X(Y)＝Y^HΓ^-1T

其中，T、C、J、N分别为目标响应、杂波响应、干扰响应、噪声响应；Y＝[Y(F_-M/2),...,Y(F_M/2)]；Γ是C+J+N的协方差矩阵，Γ为一对角矩阵，其对角元素[Γ]_mm＝P_c(F_m)+P_n(F_m)；采样频率F_m＝m/T，m＝-M/2,...,M/2。

5.如权利要求4所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤3中，检测器X(·)的检测性能随着偏置系数d²单调上升；

偏置系数d²为：

其中，H₀为场景中不含杂波及干扰的情况；H₁为回波中包含杂波及干扰的情况；H₁和H₀情况下检测器的矩：

E(X；H₀)＝0

E(X；H₁)＝E[Y^HΓ^-1T]＝T^HΓ^-1T

6.如权利要求5所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤3中，当X(Y)＞γ时检测器判为H₁；

计算P_FA和P_D：

其中，Pr{·}表示概率分布；γ为门限值；

Q(·)是右尾概率函数，定义为

7.如权利要求5所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤4中，最优波形设计的过程包含：

选择发射信号S(f)，在发射总能量限制的条件下：

使得d²最大；其中E为信号单次发射总能量。

8.如权利要求7所述无源干扰抑制方法，其特征在于，

步骤4中，设ε(f)＝|S(f)|²为发射信号的能量谱密度函数；由拉格朗日乘数法所得，使得偏置系数d²最大的发射信号能量谱密度表示为

其中max(x,0)是在x和0中选择较大的一个；参数λ由总的信号发射能量E决定，即由

来确定λ。