[发明专利]一种频率捷变雷达的自适应杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种频率捷变雷达的自适应杂波抑制方法，包括步骤：建立频率捷变信号模型，构造频率捷变雷达的回波数据模型，获取目标所在距离门的采样信号作为待处理输入信号；设计广义多普勒窗函数；设计对应于杂波多普勒通道的距离匹配滤波器组；计算所述待处理输入信号在杂波多普勒通道上的高分辨一维距离像；构造杂波加噪声协方差矩阵；设计对应于目标多普勒通道的杂波抑制滤波器组；并利用该杂波抑制滤波器组对待处理输入信号进行杂波抑制和一维距离像生成。本发明可利用频率捷变雷达一次CPI内发射的所有脉冲实现杂波抑制和相参处理，并且具有较强的适应性，即适用于杂波功率谱展宽的情况和不同的杂波起伏情况。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种频率捷变雷达的自适应杂波抑制方法。适用于杂波环境下，频率捷变雷达的目标一维成像和检测。

背景技术

雷达对抗是电子对抗的一个重要组成部分，频率捷变技术是雷达实现主动抗干扰的有效措施；在频率捷变信号中，各个发射脉冲的载频以随机或者预定的方式在较宽的频带内作较大范围捷变，具备低截获概率的特性，可以有效抑制瞄准式、压制式、欺骗式等多种主幅瓣干扰形式。

频率捷变雷达由于其优异的抗干扰和距离维高分辨能力而受到广泛关注。但由于各个脉冲发射载频的不一致，频率捷变雷达与传统的雷达动目标检测(MTD)技术不兼容，使得杂波抑制问题成为频率捷变雷达用于实际工程的一大阻碍。

目前适用于频率捷变雷达在杂波环境下的相参处理算法有两种。一种是先利用一次相参处理时间内的同频脉冲信号实现杂波抑制，然后再利用异频脉冲回波实现带宽合成，输出经过杂波抑制后的目标高分辨一维距离像；这种方法的缺陷在于，杂波抑制时无法利用所有脉冲提供的自由度，因此其杂波抑制性能受到限制，若要保持足够高的杂波处理增益，需要雷达发射多组同频脉冲，由此又会增加发射波形的规律性，降低频率捷变雷达的抗干扰性能。另一种方法是利用频率捷变雷达一次CPI内发射的所有脉冲实现杂波抑制和带宽合成处理，这种算法实现了异频杂波抑制，可以使用一次CPI内的所有脉冲提供的自由度实现杂波抑制，目前唯一的例子是瑞典国防研究所的S.R.J.Axelsson于2007年在IEEETrans on GRS期刊发表了subtraction算法，该算法是频率捷变雷达杂波抑制的一大进步，标志着异频杂波抑制的可行性，但该算法仅能对完全静止的杂波起到良好的抑制作用，而通常由于风速的影响，杂波的功率谱具有一定的谱宽，即杂波散射体不会是完全静止的，因此该算法在实际工程中的应用大为受限。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种频率捷变雷达的自适应杂波抑制方法，可利用频率捷变雷达一次CPI内发射的所有脉冲实现杂波抑制和相参处理，并且具有较强的适应性，即适用于杂波功率谱展宽的情况和不同的杂波起伏情况。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种频率捷变雷达的自适应杂波抑制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立频率捷变信号模型，构造频率捷变雷达在杂波背景下的回波数据模型，并对频率捷变雷达的回波数据依次进行下变频、低通滤波、脉冲压缩和目标采样，得到目标所在距离门的采样信号作为待处理输入信号；

步骤2，根据频率捷变信号模型设计广义多普勒窗函数，用于在步骤3中扩展杂波多普勒通道的多普勒覆盖范围；

步骤3，根据频率捷变雷达模型设计对应于杂波多普勒通道的距离匹配滤波器组；通过该距离匹配滤波器组和所述广义多普勒窗函数，计算所述待处理输入信号在杂波多普勒通道上的高分辨一维距离像，并据此估计强杂波散射点的距离和幅度信息；

步骤4，根据所述强杂波散射点的距离和幅度信息构造杂波加噪声协方差矩阵R；