[发明专利]一种直达波及其多径干扰的抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直达波及其多径干扰的抑制方法，该方法采用子带自适应RLS加NLMS滤波的方法，属于雷达目标探测技术领域，特别涉及利用数字电视信号作为照射源时，外辐射源雷达系统直达波及其多径干扰抑制的方法。

背景技术

外辐射源雷达本身不发射信号，而是利用广泛分布的民用广播设备（电视、广播等）为照射源，通过接收目标反射的电磁信号并进行相关处理，实现对目标的探测和定位，其系统配置如图1所示。回波天线除了接收到目标反射的信号外，直达波及其多径干扰也将从其副瓣和主瓣进入，这些干扰信号的功率一般高于目标回波信号功率30dB以上，如果不对这些干扰进行抑制，就无法检测目标。因此实现外辐射源雷达系统探测性能的一个关键问题就是抑制回波通道中的直达波及其多径干扰。

自适应对消是干扰抑制的一种有效方法，外辐射源雷达中常用自适应对消算法有归一化最小均方（NLMS）滤波器、递推最小二乘（RLS）滤波器等。其特点比较如表1所示，表中N为滤波器阶数。

表1NLMS与RLS滤波器特点比较

天线扫描时，直达波及其多径干扰起伏变化很大，不满足平稳条件，此时NLMS滤波器性能将下降；同时由于数字电视信号的带宽较宽（7.56MHz），同样的杂波距离需要的滤波器阶数很高（滤波器阶数为2000左右），因此采用RLS算法运算量巨大（与滤波器阶数的平方成正比，如表1所示），难以实时实现。

另外，外辐射源雷达系统的对消性能与直达波、回波两个通道的频率一致性成正比，一致性越好则对消性能越高。在外辐射源信号带宽较窄情况下，如调频广播信号带宽小于200KHz，回波接收天线和直达波接收天线的频率特性一致性较好；而在外辐射源信号带宽较宽情况下，如数字电视信号带宽为7.56MHz，回波接收天线和直达波接收天线的频率特性一致性变差，如图2（a）、(b)所示，严重影响了对消性能，需要采取相应的信号处理措施。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种直达波及其多径干扰的抑制方法，适用于数字电视外辐射源雷达，该方法的目的是为了解决宽带信号下，直达波通道、回波通道频率特性一致性变差，影响对消性能的问题；以及宽带信号下，高阶自适应滤波器运算量大，实时处理困难的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种直达波及其多径干扰的抑制方法，该方法在每个子带内采用RLS算法与NLMS算法相结合的滤波方法，具体步骤为：

1）子带分解

将直达波、回波信号分别通过分析滤波器组分解为L个子带，有关的数学描述如下：

（1）式是将直达波信号分解为L个子带的数学表达式；（2）式是将目标回波信号分解为L个子带的数学表达式；（3）式是子带分解滤波器组的数学描述：

x_m(n)=x(n)*h_m(n)      （1）

d_m(n)=d(n)*h_m(n)        （2）

h_m(n)=h(n)e^-j2πmn/M      （3）

式中m=0，1，…，L-1；h(n)为子带分解滤波器采用的原型滤波器；

2）各个子带的信号分别通过RLS结合NLMS滤波

天线扫描情况下，采用RLS与NLMS结合的方法，设第m个子带的信号进行M倍抽取后的直达波信号向量为

X_m(n)=[x_m(Mn) x_m(M(n-1)) … x_m(M(n-M+1))]^T

滤波器系数更新公式如下：