[发明专利]一种基于多级处理的主瓣侦察信号分离方法

说明书

本发明公开了一种基于多级处理的主瓣侦察信号分离方法，首先获取天线阵列的接收信号，并计算接收信号的协方差矩阵。然后对接收信号的协方差矩阵进行特征分解，得到对角矩阵和特征向量构成矩阵。选择大特征值对应的特征向量作为信号子空间，在波束主瓣范围内利用多重信号分类方法搜索谱峰，得到主瓣侦察信号的来波方向，构造干扰信号和目标信号的导向矢量。利用时域对消的方法依次消除各个阵元接收信号中的干扰信号。以目标信号导向矢量和干扰信号导向矢量的差值作为新的导向矢量，通过波束形成得到该侦察信号，通过多次处理可以实现侦察信号分离。本发明能够有效识别并分离主瓣侦察信号。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种基于多级处理的主瓣侦察信号分离方法。

背景技术

作为获取敌方军事情报的一种特殊军事手段，电子侦察利用电子设备收集空间中存在的微弱电磁信号，经过放大和处理，识别这些信号的特征。电子侦察分为通信电子侦察和雷达电子侦察两方面，通信电子侦察的目的是获取通信情报，了解对方军事意图及无线电设备的技术水平，根据所截获信号分析敌方通信信号的工作频率、调制方式和调制参数，对设备进行定位，引导干扰机对关键节点的通信设备实施干扰；雷达电子侦察的目的是从敌方雷达发射信号中截获有用信息，获取热点区域的雷达部署、功能、性能和调制参数等情报，根据需要发出干扰信号压缩敌方雷达预警范围，必要时引导杀伤性武器实施火力打击。

无论是通信电子侦察还是雷达电子侦察，均需要通过对辐射源信号参数的测量和分析，识别信号功率、带宽、载频、调制方式等参数。由于空间中的电磁信号种类众多，侦察接收机接收到的电磁信号不止一类，这些信号往往在时、频域不可分。需要通过来波方向对信号进行分离。而电子侦察一般采用宽波束来侦收空间中的电磁信号，空间分辨率较低。当两个信号在空域上相距较近时，通过常规空域处理方法很难分离两类信号，影响后续的侦察系统对侦察信号的测量与识别。因此，在对侦察信号处理前需要进行信号分离，避免侦察信号间的相互干扰。

现有的主瓣信号分离方法主要分为四类：第一类为基于阻塞矩阵的处理方法，该方法通过获取主瓣信号的来波方向构造阻塞矩阵去除其中一个主瓣信号，会造成天线自由度的损失；第二类为基于特征投影的处理方法，该方法通过构造出主瓣信号对应的特征矢量，进行特征投影矩阵预处理，消除其中一个主瓣信号。该方法对误差较为敏感，特征估计偏差会导致干扰抑制性能急剧下降。第三类为基于盲源分离的处理方法，该方法利用信号间的统计特性，利用独立分量分析来分离各个信号。该方法要求混合信号中只能存在一种服从高斯分布的信号，且对信号统计特性要求较高，实际应用受限。第四类为基于极化处理的处理方法，该方法从信号的角度域和极化域出发，通过提取主瓣内各信号的极化特征差异来进行信号识别。电子侦察是一种非合作信号接收方式，对混合信号的极化方式进行识别难度较大，且天线分布需要满足一定要求。因此，有必要需要采用新的技术手段，研究主瓣侦察信号的分离方法，提高电子侦察系统的信号识别和参数测量性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种基于多级处理的主瓣侦察信号分离方法。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于多级处理的主瓣侦察信号分离方法，包括：

获取天线阵列的接收信号S，并计算接收信号S的协方差矩阵R，其中天线阵列的阵元数为M；所述接收信号包括多种侦察信号；

对协方差矩阵R进行特征分解，得到一个由M个特征值构建的对角矩阵Λ和一个由M个特征向量构成的矩阵U；所述对角矩阵Λ中从左上到右下特征值依次减小；

选取前P个特征值对应的特征向量作为信号子空间U_P，所述前P个特征值为在对角矩阵Λ中从左上开始依次选择的P个特征值；