[发明专利]基于子阵阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰方法

说明书

本发明公开了一种基于子阵阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰方法，其实现步骤是：接收含有待检测点目标、主瓣干扰和噪声信号的回波矩阵；估计主瓣干扰角度；将雷达接收阵列分成两个相同的子阵；根据干扰角度和子阵别构造阻塞矩阵；利用阻塞矩阵获得阻塞预处理矩阵；利用恒虚警目标检测方法，对阻塞预处理矩阵进行目标检测，得到点目标的检测概率；利用和差波束目标测角方法，对阻塞预处理矩阵进行目标角度测量，得到点目标的角度。本发明能够抑制位于雷达波束主瓣范围内的干扰，可用于提高雷达对点目标的检测概率和测角精度。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中的一种基于子阵阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰方法。本发明可用于雷达目标检测和测角系统，当干扰位于雷达波束主瓣范围内，雷达接收到目标和干扰两个信号的和信号时，消除和信号中的干扰信号，并且保证了目标方向的信号不被抑制，提高了雷达对目标的检测概率和测角精度。

背景技术

近年来，随着雷达信号处理技术的发展，雷达抗主瓣干扰技术经历了迅猛的发展，检测概率和测角精度受到极大的关注。阻塞矩阵预处理抗主瓣干扰方法可以利用预处理矩阵先在数据域抑制主波束内的干扰，并保留目标回波信号原有的阵列导向结构；能够在抑制波束主瓣干扰的同时，避免引发的主波束畸变等现象，有效地提高检测概率、减小测角误差。

梁雪妮在其发表的论文“阵列雷达抗主瓣干扰方法研究”(西安电子科技大学，硕士毕业论文2017[D])中提出了一种基于相邻阵元阻塞矩阵预处理抗主瓣干扰方法。该方法的前提条件是目标和干扰角度可分离。该方法的实施步骤：第一步，根据空间谱估计方法估计主瓣干扰的入射方向，其中应用比较广泛的估计方法有MUSIC(Multiple SignalClassification)法、Capon法等；第二步，利用相邻阵元数据构造阻塞矩阵；第三步，利用阻塞矩阵，对天线阵列接收信号进行相消处理，将其中的主瓣干扰分量消除掉。该方法存在的不足之处是，阻塞矩阵预处理后，干扰方向的信号被消除的同时，目标方向的信号也被抑制，导致雷达对目标的检测概率低。

中国科学院声学研究所在其申请的专利文献“一种改善干扰阻塞算法输出信噪比的方法”(申请号：201610663456.5申请日：2016-08-12申请公布号：CN107728132A)中公开了一种改善干扰阻塞算法提高检测概率的方法。该发明的方法通过修正因子减小了干扰阻塞算法对线阵检测概率的衰减。该方法的实施步骤：第一步，设置线阵阵元个数及间距，接收阵列信号；第二步，根据空间谱估计方法对接收信号进行强干扰方位角精确估计；第三步，由强干扰方位角、线阵的阵元间距构建修正因子；第四步，采用该修正因子对干扰阻塞算法进行修正。该方法存在的不足之处是，利用空间谱估计的方法难以实现对强干扰角度的精确估计，导致干扰不能被很好的抑制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于子阵阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰方法。

实现本发明目的的具体思路是，针对存在于雷达波束主瓣范围内的干扰，将雷达接收阵列分成两个相同的子阵，分别设计阻塞矩阵的两个子阵，并将两个子阵合成阻塞矩阵，对回波矩阵进行阻塞矩阵预处理。本发明用于抗雷达主瓣干扰，雷达接收到目标和主瓣干扰两个信号的和信号，消除了和信号中的干扰信号，并且保证了目标方向的信号不被抑制，达到主瓣干扰消除的目的。

本发明的具体包括步骤如下：

(1)接收回波矩阵：

阵列雷达接收含有待检测点目标、主瓣干扰和噪声信号的回波矩阵；

(2)估计干扰角度：

(2a)将回波矩阵与回波矩阵的共轭转置相乘，得到回波矩阵的协方差矩阵；

(2b)利用特征值分解方法，对回波矩阵的协方差矩阵进行特征值分解，得到回波矩阵的噪声子空间矩阵：

(2c)在[-90°，90°]的范围内，每隔1°取一个角度值，将所有的角度值组成角度序列；