[发明专利]一种机载外辐射源雷达的杂波抑制方法

摘要

本发明属于通信技术领域，公开了一种机载外辐射源雷达的杂波抑制方法。包括获取机载外辐射源雷达接收到的信号，包括参考信号、第一路回波信号、第二路回波信号；分别对参考信号、第一路回波信号、第二路回波信号进行分段，得到分段参考信号和两路分段回波信号；根据分段参考信号对两路分段回波信号分别进行距离向压缩，得到两路分段回波信号的距离向压缩信号；分别对两路分段回波信号的距离向压缩信号进行相位补偿，得到两路分段回波信号的相位补偿信号；对两路分段回波信号的相位补偿信号进行通道配准，将配准后的两路分段回波信号相减，从而抑制杂波保留目标信息。解决了现有技术未考虑参考信号徙动时杂波对消不彻底的问题。

主权项

一种机载外辐射源雷达的杂波抑制方法，其特征在于，所述机载外辐射源雷达上设置有参考天线、第一接收天线和第二接收天线，所述参考天线指向辐射源，所述第一接收天线和所述第二接收天线指向观测区，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取机载外辐射源雷达接收到的信号，所述机载外辐射源雷达接收到的信号包括参考信号、第一路回波信号、第二路回波信号，所述参考天线接收到的信号为参考信号，所述第一接收天线接收到的信号为第一路回波信号，所述第二接收天线接收到的信号为第二路回波信号；步骤2，分别对所述参考信号、所述第一路回波信号、所述第二路回波信号采用相同的准则进行分段，得到多个分段参考信号、多个第一路分段回波信号和多个第二路分段回波信号，所述分段参考信号、所述第一路分段回波信号、所述第二路分段回波信号一一对应；其中，步骤2具体包括如下子步骤：(2a)设发射站发射信号的带宽为BW，分段持续时间为Tmax，最大径向速度差为vmax，分段满足Tmax≤c/(BWvmax)；分段后段内为快时间记为tf，段间为慢时间记为tm，分段参考信号记为x(tf,tm)；第一路分段回波信号记为y1(tf,tm)，第二路分段回波信号记为y2(tf,tm)，c为光速；(2b)以参考天线与发射站距离最近的时刻为起始零时刻，发射站到参考天线的基线距离在零时刻泰勒展开为：L(t)＝L0+L2t2，其中L0为基线距离泰勒展开的常数项，L2为基线距离泰勒展开时间的二次项系数，此时对应的时延为：τ(t)＝L(t)/c＝τd+bdt2，其中c为光速，τd为参考信号时延在零时刻展开常数项，并且满足τd＝L0/c，bd为泰勒展开二次项系数，并且满足bd＝L2/c，从而得到分段参考信号的表达式x(tf,tm)为：x(tf,tm)=Adsm(tf-τd)exp(-j2πfcbdtm2)]]>其中sm(t)是对应第m段发射信号，fc为载波频率，Ad为参考信号幅度；(2c)假设在观测区内只有一个运动目标，则第一接收天线的任一第i个静止杂波回波和运动目标回波的时延分别为：τ1ci(t)＝τci+acit+bcit2和τ1t(t)＝τt+att+btt2，其中，τci、aci、bci分别为τ1ci(t)在零时刻泰勒展开的常数项、一次项系数和二次项系数，τt、at、bt分别为τ1t(t)在零时刻泰勒展开的常数项、一次项系数和二次项系数；第二接收天线中该静止杂波回波和运动目标回波的时延分别为：τ2ci(t)＝τci+aci(t‑△t)+bci(t‑△t)2和τ2t(t)＝τt′+at′(t‑△t)+bt′(t‑△t)2，其中，τci、aci、bci分别为τ2ci在△t时刻泰勒展开的常数项、一次项系数和二次项系数，τt′、at′、bt′分别为τ2t在△t时刻泰勒展开的常数项、一次项系数和二次项系数；其中，第二接收天线中静止杂波回波的回波时延τ2ci(t)在△t时刻泰勒展开的常数项、一次项系数和二次项系数与τ1ci(t)在零时刻泰勒展开的各系数对应相等，即满足τ1ci(t‑△t)＝τ2ci(t)；因此，第一路分段回波信号y1(tf,tm)为：y1(tf,tm)=y1t(tf,tm)+Σiy1ci(tf,tm)=Atsm(tf-τt-attm)exp(-j2πfcattm)exp(-j2πfcbttm2)+ΣiAcism(tf-τci-acitm)exp(-j2πfcacitm)exp(-j2πfcbcitm2)]]>第二路分段回波信号y2(tf,tm)为：y2(tf,tm)=y2t(tf,tm)+Σiy2ci(tf,tm)=At′sm(tf-τt′-at′(tm-Δt))·exp(-j2πfcat′(tm-Δt))exp(-j2πfcbt′(tm-Δt)2)+ΣiAcism(tf-τci-aci(tm-Δt))·exp(-j2πfcaci(tm-Δt))exp(-j2πfcbci(tm-Δt)2)]]>其中y1t(tf,tm)、y2t(tf,tm)分别为第一路分段回波信号中的目标回波信号和第二路分段回波信号中的目标回波信号；y1ci(tf,tm)、y2ci(tf,tm)分别为第一路分段回波信号中第i个杂波回波信号和第二路分段回波信号中第i个杂波回波信号；At、At′分别第一路分段回波信号中目标回波信号的幅度和第二路分段回波信号中目标回波信号的幅度；Aci为第i个杂波回波信号的幅度；步骤3，根据第一分段参考信号分别对与其对应的第一路分段回波信号和与其对应的第二路分段回波信号进行距离向压缩，得到第一路分段距离向压缩信号和第二路分段距离向压缩信号，所述第一分段参考信号为所述多个分段参考信号中的任一分段参考信号；其中，分段后的每段信号作为一个等效脉冲；步骤3具体包括：分别对第一路分段回波信号的等效脉冲和第二路分段回波信号的等效脉冲通过匹配滤波实现距离向压缩；第一路分段距离向压缩信号记为R1(tf,tm)、第二路分段距离向压缩信号记为R2(tf,tm)；R1ci(tf,tm)为第一路分段回波信号的第i个杂波回波信号经过距离向压缩后的结果、R2ci(tf,tm)为第二路分段回波信号的第i个杂波回波信号经过距离向压缩后的结果：R1ci(tf,tm)=IFFT(FFT(x(tf,tm))×conj(FFT(y1ci(tf,tm))))=AdAcism′(tf-(τci-τd)-acitm)exp(-j2πfcacitm)exp(-j2πfc(bci-bd)tm2)]]>R2ci(tf,tm)=IFFT(FFT(x(tf,tm))×conj(FFT(y2ci(tf,tm))))=AdAcism′(tf-(τci-τd)-aci(tm-Δt))exp(-j2πfcaci(tm-Δt))exp(-j2πfc(bci(tm-Δt)2+bdtm2))]]>其中sm′(t)＝IFFT(|FFT(sm(t))|2)；步骤4，分别对所述第一路分段距离向压缩信号和所述第二路分段距离向压缩信号进行相位补偿，得到第一路分段相位补偿信号和第二路分段相位补偿信号；其中，步骤4具体包括：(4a)根据先验知识确定参考信号的徙动系数bd，从而构造相位补偿函数对所述第一路分段距离向压缩信号和所述第二路分段距离向压缩信号进行相位补偿，得到第一路分段相位补偿信号R1′(tf,tm)和第二路分段相位补偿信号R2′(tf,tm)，并且满足Rk′(tf,tm)＝Rk(tf,tm)·H(tm)，k＝1或k＝2分别对应第一路分段距离向压缩信号和所述第二路分段距离向压缩信号，则第一路分段相位补偿信号和第二路分段相位补偿信号中第i个杂波回波分量分别表示为：R1ci′(tf,tm)=R1ci(tf,tm)·H(tm)=AdAcism′(tf-(τci-τd)-acitm)exp(-j2πfcacitm)exp(-j2πfcbcitm2)]]>R2ci′(tf,tm)=R2ci(tf,tm)·H(tm)=AdAcism′(tf-(τci-τd)-aci(tm-Δt))exp(-j2πfcaci(tm-Δt))exp(-j2πfc(bci(tm-Δt)2))]]>(4b)对于单个杂波散射点来说，满足R1ci′(tf,tm‑△t)＝R2ci′(tf,tm)，则第一路分段相位补偿信号和第二路分段相位补偿信号中的杂波分量满足采用偏置相位中心天线原理对消杂波；步骤5，分别对所述第一路分段相位补偿信号和所述第二路分段相位补偿信号进行通道配准，得到第一路分段配准信号和第二路分段配准信号；其中，步骤5具体包括：采用偏置相位中心天线原理在距离‑慢时间域抑制地面静止杂波，通过慢时间的延时使第一路分段相位补偿信号和所述第二路分段相位补偿信号配准；步骤6，对多个第一路分段回波信号中的每个第一路分段回波信号和多个第二路分段回波信号中的每个第二路分段回波信号重复执行步骤3至步骤5，得到多个第一路分段配准信号和多个第二路分段配准信号；步骤7，将所述多个第一路分段配准信号和对应的多个第二路分段配准信号相减，从而抑制杂波保留目标信息。