[发明专利]一种机载雷达抗主瓣干扰的方法

说明书

本发明公开了一种机载雷达抗主瓣干扰的方法，该方法建立基于主/辅阵列相消的极化面阵结构与接收信号模型，构建APC迭代算法模型，计算辅助通道最佳权向量。基于随机梯度下降原理引入方差缩减法，通过内、外循环迭代方式进行梯度修正，以减小随机梯度估计的方差，计算空域最佳权矢量，引入等效权矢量衡量波束形成效果，算法通过极化域‑空域联合优化处理，在主瓣干扰条件下具有良好的主波束指向和抗干扰能力，实现对主瓣干扰的有效抑制，保证了波束形成的正确指向性、波束保形能力，以及对旁瓣干扰的自适应调零能力，提升了收敛速度，具有性能优良的特点，适合推广应用。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，涉及一种机载雷达抗主瓣干扰的方法，具体地说，涉及一种基于自适应极化对消-机器学习联合优化的机载雷达抗主瓣干扰方法。

背景技术

机载雷达是远程预警和空中指挥作战的核心传感器，现代信息化战争中电子战日益激烈，对雷达干扰技术的日益进步驱动雷达抗干扰技术的不断提升，而抗干扰能力的高低是直接决定雷达威力能否发挥的关键。机载预警雷达的空间辐射和能量分布特性与雷达所采用天线形式密切相关，通过采用超低旁瓣天线、波束宽度控制、天线覆盖范围与扫描控制、旁瓣消隐、旁瓣对消，以及自适应调零等信号处理技术都能对旁瓣干扰进行有效抑制，这些技术目前在实际工程中广泛应用并取得良好的效果。

现代空战场电磁环境日益复杂，电子战飞机或电子对抗设备发射的干扰特别是主瓣干扰对机载雷达的探测性能产生了极大威胁，表现为检测概率下降、虚警概率增加、角度等参数的测量精度显著下降等。机载雷达在探测过程中易面临来自电子战飞机的远距支援式主瓣干扰、随队式主瓣干扰和机载弹载自卫式电子干扰，这些样式均属于主瓣干扰，已成为防空压制、突防进攻等作战行动中的主要干扰形式，亦逐步成为未来战争中电子战装备作战样式的优先选择。当干扰来自天线主瓣或近主瓣区域时：在空域上，干扰和目标均在主瓣波束范围内；在时域上，由于获得了相近的雷达主瓣增益，干扰强度很大；在样式上，主瓣干扰具有多种类型，包括扫频式噪声干扰、转发式欺骗干扰、灵巧干扰、杂乱脉冲干扰等。主瓣进入的有源干扰主要有压制性干扰和欺骗式干扰两种形式，对于压制性主瓣干扰而言，其本质都是提高雷达回波信号中的干信比，使雷达无法在干扰环境中可靠地检测出目标信号；对于欺骗性主瓣干扰而言，干扰信号与目标回波信号具有相似的时频域特征，而在空域上两者又同处于雷达主瓣波束之内，这就使得雷达难以在高置信度假目标群中有效提取出真实目标，大量的虚假目标也会大幅消耗雷达的可用资源。

对于从近主瓣、主瓣进入的干扰，常规的自适应波束形成算法会在雷达主瓣内形成零陷，导致主瓣畸变并且峰值偏移、旁瓣电平升高，进而使得输出信干噪比(SINR)的下降，虚警概率急剧增加，同时峰值偏移也影响了测角精度，导致算法性能下降严重，甚至基本失效。雷达自身难以获得干扰方精确的距离、角度和速度信息，这些先验知识的缺失给抗主瓣干扰措施的有效性带来了较大的挑战，应对主瓣干扰的手段仍十分有限，未能形成有效的对抗措施，严重制约了雷达的实战性能。开展抑制主瓣干扰的自适应波束形成算法研究具有重要的意义。

极化作为矢量波的一种本质属性，是电磁信号除空域、时域和频域以外的又一可供利用的重要资源，极化滤波是应对主瓣干扰的一种有效方式，该技术是根据目标回波和干扰信号极化方式的不同实现对目标回波的匹配接收，并滤除干扰信号，因此其本质是利用干扰与目标在极化域的差异，减弱或消除干扰对雷达探测的影响。极化抗干扰已经在主瓣干扰抑制、有源假目标鉴别、角度诱骗干扰对抗等方面显现出独特作用。然而，随着电子对抗水平的升级，目标与干扰间的差异呈现出细微化的特点，仅通过极化域滤波实现对主瓣干扰的抑制是有限的。为了提高极化抗干扰能力，极化抗干扰技术逐渐从单一极化域处理向多域联合处理(极化域-空域与极化域-空域-时域)发展。

发明内容