[发明专利]一种高频地波雷达电离层杂波抑制方法

摘要

一种高频地波雷达电离层杂波抑制方法，本发明涉及高频地波雷达电离层杂波抑制方法。本发明为了解决现有方法较多地用来抑制高频雷达中的窄带射频干扰以及瞬态冲击干扰，不能很好的抑制电离层的干扰，且不宜应用于宽波束雷达，以及会造成一阶Bragg峰信息的缺失以及海浪回波能量的减弱的问题。本发明相对传统杂波抑制算法，利用电离层多聚集区杂波之间的互相关性来完成对消处理，在抑制电离层杂波的同时，保留海浪回波及一阶Bragg峰的信息，减少正常海洋回波能量的下降。经过本发明方法处理后，雷达回波谱中的强电离层杂波被明显抑制，杂波抑制幅度提高，回波信杂噪比获得显著改善。本发明用于高频地波雷达探测领域。

主权项

1.一种高频地波雷达电离层杂波抑制方法，其特征在于：所述高频地波雷达电离层杂波抑制方法包括以下步骤：步骤一：由雷达距离‑多普勒谱，确定对应每个电离层杂波聚集区的杂波中心距离元ki,i＝0,1,…,p‑1，p为电离层杂波聚集区的个数；步骤二：根据步骤一确定的杂波中心距离元k_i，计算电离层杂波在杂波中心距离元k_i和与其相邻的距离元k_i+1上的距离相关系数步骤三：设置电离层杂波聚集区的相关系数参考阈值Th₁，比较由步骤二得到的距离相关系数的值与参考阈值Th₁的大小关系，如果则判定该杂波中心距离元对应杂波区域为聚集区，数据有效；否则，判定该杂波中心距离元对应杂波区域不是聚集区，数据无效，舍弃；筛选出所有满足条件的杂波中心距离元k_i，按从小到大的顺序依次排列并赋值给d_c,c＝0,1,…,m‑1，表示聚集区的杂波中心距离元，m为有效数据个数，执行步骤四；步骤四：计算杂波中心距离元d₀与第j跳回波聚集区的杂波中心距离元d_j的互相关系数步骤五：设置电离层杂波聚集区的互相关系数参考阈值Th₂，将步骤四求得的每个互相关系数与参考阈值Th₂作比较，如果则认为第j跳回波聚集区数据有效；否则，舍弃第j跳回波聚集区数据；筛选出所有满足条件的杂波中心距离元d_j，对应区域为有效聚集区，执行步骤六；步骤六：由步骤五筛选得到的每个满足条件的杂波中心距离元d_j，对应的雷达接收回波谱信号记为其中N为采样点数，d_j为有效聚集区的杂波中心距离元；使用的上下相邻r个距离元信号构造聚集区信号矩阵使用杂波中心距离元d₀对应的雷达接收回波谱信号的上下相邻r个距离元信号构造聚集区信号矩阵步骤七：取和构造多聚集区联合参考矩阵X；步骤八：根据步骤七得到的多聚集区联合参考矩阵X，求得X的相关矩阵的最大似然估计R；步骤九：对步骤八求得的最大似然估计R进行特征值分解，得到降序排列的特征值λs和与λs相对应的特征向量vs，s为特征值的个数；步骤十：取前L个大的特征值所对应的特征向量为电离层杂波的特征向量，构成矩阵，形成电离层杂波子空间特征向量矩阵V；步骤十一：利用步骤十得到的特征向量矩阵V，构造正交投影矩阵P；步骤十二：通过将步骤七得到的多聚集区联合参考矩阵X，投影到由步骤十一确定的正交投影矩阵P的正交子空间上，来消除待处理距离元上与多聚集区联合参考矩阵相关的电离层杂波，求出待处理聚集区经过正交投影处理后的杂波抑制信号矩阵Y。