基于频域干扰剔除的OTHR射频干扰抑制算法

目前,天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)大多是在空域或匹配滤波后的时频域抑制射频干扰,往往会同时抑制掉射频干扰附近的目标。考虑到在匹配滤波后,射频干扰与目标信号都是近似单频信号难以区分;而在匹配滤波前,目标信号是宽带的线性调频信号,而射频干扰是近似单频的窄带信号,射频干扰与目标信号显著不同,易于分离。基于该特点,提出了一种基于匹配滤波前的频域干扰置零的射频干扰抑制算法。该算法在频域中检测射频干扰的频点位置并将该频点的信号成分置零,最后变换到时域实现射频干扰抑制。与传统方法相比,本文所提算法在抑制射频干扰时基本不损害目标信号。实测数据的处理结果验证了所提方法的优越性。     

FOPEN UWB SAR 抑制窄带干扰的波形设计及处理

针对叶簇穿透超宽带合成孔径雷达面临其他多种电子系统的频谱干扰问题,提出一种在干扰频带设计陷波的相位调制雷达波形设计及频域处理方法。在建立最大化使用频带和干扰频带能量之比的模型基础上,通过相位域求解共轭梯度以较快的收敛速度得到近似最优相位调制波形。基于发射信号频谱研究了频域匹配处理和距离旁瓣频域抑制加权技术。通过该波形设计及处理方法,可以灵活并有效地完成抗窄带干扰,且易于工程实现。     

旁瓣干扰对抗技术研究

防空雷达为了消除从旁瓣进入的干扰,通常采用自适应旁瓣对消和旁瓣消隐技术。旁瓣对消主要消除从旁瓣进入的连续式杂波干扰;旁瓣消隐主要消除从旁瓣进入的脉冲式杂波干扰。旁瓣消隐技术在使用中存在的一个问题是:当从旁瓣进入的脉冲式杂波干扰充满整个距离通道时,旁瓣消隐器在抑制干扰的同时,也使目标信号被抑制,从而失去对目标的探测能力。提出了一种技术方法,可使二者合二为一,并可有效解决旁瓣消隐技术存在的问题,从而可使防空雷达有效消除从旁瓣进入的连续式杂波干扰和脉冲式杂波干扰。     

虚拟极化自适应——一个通过极化-向量处理来提高雷达发现目标能力的方法

利用本文所述的抑制杂波与干扰的方法,可以极大地提高雷达接收机输入端的平均目标信号功率与平均无用信号功率之比。幅射的极化状态、目标后向散射场以及干扰场的作用,在本文称作收发天线极化状态虚拟自适应的技术中,都得到了考虑。这项技术可以用来补充频域与空域中的滤波技术。本文对于逻辑积型式的多凹口极化抑制滤波器的潜在优点给予了特别的注意。当要抑制的无用信号的极化状态不确定时,就可以应用这种滤波器。     

多载频相位编码雷达信号自适应脉冲压缩方法

多载频相位编码信号(multi-carrier phase-coded,MCPC)作为近年来备受关注的一种宽带雷达信号,具有较高的频谱利用率、良好的自相关以及频率分集特性等优点,因而在目标检测、抗干扰以及高分辨成像等领域具有较大的应用前景。针对MCPC雷达信号常规脉冲压缩易产生高距离旁瓣而导致强目标邻近的弱小目标检测困难问题,通过对MCPC雷达信号进行建模分析并结合其信号特点,提出了一种MCPC雷达信号自适应脉冲压缩算法,通过利用循环迭代获取每个距离单元的最优匹配滤波器,从而有效抑制了距离旁瓣,提高了对邻近距离单元弱小目标的检测能力。仿真实验验证了该方法的有效性,并进一步分析了编码方式对脉冲压缩距离旁瓣的影响。     

一种基于估计理论的ISAR超分辨成像方法

针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像中给定合成孔径长度下方位向匹配滤波脉冲压缩输出的主瓣分辨率随雷达至等效阵列距离变化这一难题,基于线性系统理论,通过目标方位向回波信号的等效建模,提出了一种基于最小均方估计理论的超分辨成像方法。不同于传统基于谱估计的超分辨成像方法,该方法利用对目标系统方位向冲击响应的估计信号进行成像,因而能够完全消除雷达至等效阵列的距离对方位向分辨率的影响。仿真实验证实了该方法的有效性。     

基于余弦幅度加权的低旁瓣多相位分段调制干扰方法

多相位分段调制(multiple phases sectionalized modulation, MPSM)干扰可以对线性调频脉冲压缩雷达产生局部压制式干扰效果, 能够对目标进行有效保护。然而MPSM干扰存在较强的旁瓣, 当对目标进行保护时容易被发现, 不利于干扰的隐蔽实施。针对这个问题, 提出一种基于余弦幅度加权的低旁瓣MPSM干扰方法。该方法借鉴时域加窗抑制旁瓣的思想, 首先将接收到的雷达信号在时域内分成多段, 并对每段信号调制不同的相位, 之后对每段信号进行余弦幅度加权, 从而产生基于余弦幅度加权的MPSM干扰。该干扰方法经过雷达脉冲压缩处理后, 能够产生具有一定范围的噪声压制式干扰效果, 并且具有低旁瓣特性。利用该方法对目标进行干扰保护的同时, 还能够减少旁瓣干扰功率, 增强干扰实施的隐蔽性, 降低被发现和剔除的概率。理论分析和仿真实验表明了方法的可行性和有效性。     

直接序列扩谱CDMA系统中盲窄带干扰抑制

提出一种基于FFT的窄带干扰盲抑制算法。在有强窄带干扰的直扩系统中,通过对接收信号做FFT,保存相位谱,对幅度谱进行硬限幅,利用限幅后的幅度谱与保存的相位谱重构信号,可以大大降低干扰信号的功率,从而实现干扰抑制。该算法适合各种窄带干扰,并且与干扰是否时变特性无关。同时干扰带宽越窄,干扰抑制效果越明显。由于本算法只利用FFT,适合实时处理。     

基于稀疏分解的雷达信号抗噪声干扰方法研究

针对雷达在强噪声干扰下难以提取回波信号特征的问题,提出利用稀疏分解方法和基追踪去噪(basis pursuit denoising, BPDN）算法实现抗噪声干扰。该方法构造一组线性调频时移信号作为过完备库,对线性调频雷达回波信号进行稀疏分解,滤除噪声干扰;根据稀疏系数与雷达目标距离之间的关系,提取目标的距离信息。实验结果表明了该方法在雷达信号抗干扰和目标距离信息提取方面的有效性。     

基于神经网络的随机跳频信号旁瓣抑制算法

为避开干扰严重的频段,高频雷达常采用随机跳频的方式进行信号传输,但其回波经常规匹配处理后的旁瓣很高,严重影响了雷达的性能。提出了一种基于连续Hopfield网络的最小二乘处理方法,它较好地抑制了距离旁瓣,提高了雷达在恶劣电磁环境下的生存能力。同直接应用最小二乘相比,它具有更好的稳定性,能够更为有效地抑制随机跳频信号回波的距离旁瓣。     

曲线轨迹SAR大斜视子孔径成像算法

针对小型合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)平台曲线轨迹运动、大斜视实时成像的要求,提出一种子孔径成像算法,首先进行预处理,补偿加速度对调频率的影响,再采用级数反演法(method of series reversion, MSR)得到回波信号的高阶近似二维谱。在此基础上,基于方位频域相位滤波处理校正方位调频率空变,最终利用谱分析(spectrum analysis,SPECAN)技术实现方位统一聚焦。点目标仿真数据验证了本文算法的有效性。     

具有频谱可控特性的直扩系统规避窄带干扰技术

根据不同的m-W复合序列具有频谱跳变的特点,提出了一种在直扩通信中对窄带干扰进行规避的方法。该方法通过改变m序列、Walsh序列的周期和Walsh函数序列的序数可以使直扩信号具有频谱可控的特性,从而使窄带干扰所在频段的信号能量较少,降低干扰对信号的影响。仿真结果表明,对于单频和窄带干扰,在信噪比一定的情况下,采用规避方式的误码率可比常规直扩方式提高1至2个数量级。     

从强信号掩盖中检出弱信号的一种新检测算法

针对功率较强、带宽较宽调制信号掩盖下是否隐藏有功率较弱、带宽较窄调制信号的检测问题进行研究,提出了一种新检测算法。算法先根据调制信号的星座特性消除强信号的干扰,在此基础上分别从时域和频域角度提取了两个特征参数:K参数和H参数,结合两个参数的特点设计了检测算法。该算法能够实现具有一定能量和带宽弱信号的高效检测,并能对弱信号的个数进行估计。仿真结果表明,算法具有很高的正确检测概率。     

基于混沌同步和滤波的雷达波形设计

可匹配滤波混沌雷达系统可由低成本的模拟器件实现匹配滤波,受到广泛关注。但是该系统发射信号的带限性能不理想,信号在变换和传播过程中容易发生频谱泄露和畸变。针对该问题,提出一种基于混沌同步和滤波的波形设计方法。该方法在雷达发射端,将混沌信号频谱整形为带限信号;在接收端,利用同步和滤波恢复出混沌信号。与传统在数字域上进行信号设计的方法相比,本文方法是在模拟域上实现的,具有低成本优势。此外,在信噪比低至-20 dB时本文方法仍然有效,与直接匹配滤波相比,本文方法变换后的混沌信号匹配滤波后,最大旁瓣抬升很小。     

Signal decomposition of HF radar maneuvering targets by using S~2-method with clutter rejection

Multiple maneuvering targets signal processing in high frequency radar is challenging due to the following difficulties:the interference between signals is severe because of significant spread of the target Doppler spectrum,the low signal to clutter ratio (SCR) environment degrades the performance of signal processing algorithms.This paper addresses this challenging problem by using an S 2-method and an adaptive clutter rejection scheme.The proposed S 2-method improves the S-method by eliminating interference between signals,and thus it enables multi-target signals to be reconstructed individually.The proposed adaptive clutter rejection scheme is based on an adaptive notch filter,which is designed according to the envelop of the clutter spectrum.Experiments with simulated targets added into radar sea clutter echo and real air target data illustrate the effectiveness of the proposed method.     

步进频信号距离-多普勒成像的干扰抑制

针对VHF/UHF波段日益复杂的射频干扰环境为雷达应用带来的挑战,提出了基于多普勒频域门限检测的自适应干扰抑制方法。通过在多普勒频域设置干扰检测门限,可以自适应地检测并抑制多帧步进频信号距离-多普勒成像过程中的射频干扰信号。理论分析及仿真表明,该方法不仅能够在尽可能减小雷达回波损失的前提下得到良好的干扰抑制效果,而且门限设计简单、易于实现,具有良好的适应性,适用范围较广,有利于工程实现。     

信杂噪比约束下基于互信息的雷达波形设计

在发射信号能量有限情况下, 雷达性能界定了信杂噪比(signal to interference plus noise ratio, SINR)的作用范围, 而雷达波形设计就受到SINR的约束。对此, 以提升认知雷达目标估计性能为目标, 根据相对熵的非负性条件, 从理论上推导了互信息的边界和SINR的作用阈, 并在信号相关杂波环境下, 提出一种SINR约束下基于最大化互信息的波形设计方法。仿真验证了互信息和SINR之间的单调递增、阈值限定和相互约束关系, 结果表明SINR约束下的优化波形能更充分利用发射能量, 在有目标且杂波弱的频率点提取目标信号。     

基于L Wigner分布的多径ESM信号估计

针对电子支援测量(electronic support measurement, ESM)信号存在多径干扰,从而影响信号特征提取以及雷达辐射源识别的问题,提出了一种基于L Wigner分布的多径信号估计方法。首先分析了多径ESM信号模型和时频域匹配滤波算法,接着研究了L Wigner分布对于多分量高阶频率调制信号的分辨性能,根据自身项和交叉项的不同特点,提出采用L Wigner分布对多径信号进行估计。该方法计算简单,保证了估计结果具有较高的分辨性能。仿真实验结果证明了方法的正确性和有效性。