[发明专利]干扰剩余时外辐射源雷达目标检测与DOA估计系统及方法

说明书

本发明公开了一种干扰剩余时外辐射源雷达目标检测与DOA估计系统及方法。所述方法为：1)参考天线获得主基站直达的参考信号；2)将参考信号S_ref与回波信号分别进行时域干扰相消，得到回波天线各阵元干扰相消以后的信号；3)将参考信号S_ref与回波天线各阵元干扰相消以后的信号分别作多段连续匹配滤波处理，得到各阵元多段匹配信号；4)对多段匹配信号的各个多普勒‑时延单元进行空间谱估计；5)构建各个来波方向θ处的多普勒‑时延两维矩阵；6)完成目标检测与DOA估计。这种系统成本低、组网方便。这种方法能在移动通信外辐射源雷达中当时域干扰相消以后仍然剩余大量同频干扰的情况下，完成对目标进行检测与精确DOA估计，这种方法易于工程实现。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体是一种干扰剩余时外辐射源雷达目标检测与DOA估计系统及方法。

技术背景

近年来，随着低空空域管制的逐步开放和航空飞行器技术的飞速发展，低空航空器违规飞行和用于恐怖袭击事件的案例日益增多，提高对低空目标的探测、识别、跟踪和处置能力，是保障低空空域安全的首要前提。目前解决低空飞行器探测问题的途径主要有两种：光电探测和雷达探测。相对于光电探测，雷达具有全天侯探测功能，且能力强、搜索速度快的优点，是目前各国重点发展的低空目标探测装备。但传统主动有源雷达成本高、存在电磁污染、抗电磁干扰和抗摧毁打击能力差，难以实现在空间和时间上无缝连续探测。

有别于传统主动有源雷达，外辐射源雷达(又称无源雷达)无需主动辐射电磁信号，而是间接利用第三方发射的电磁信号探测目标，具有低成本、隐蔽性好、抗干扰能力强、电磁兼容性好等诸多优势，同时在探测低空目标方面也具有巨大的潜力，近年来在国内外引起了广泛的关注。

特别是移动通信信号，包括目前正在并网运行的2G、3G、4G信号，以及目前全球正在大力发展的5G移动通信信号，作为世界上分布最为广泛的商用信号之一，利用移动通信信号做为机会照射源进行目标探测，除了具备常规外辐射源雷达的共有优势以外，其发射资源十分丰富，可以以雷达组网形式可实现对全国空域的无缝覆盖，实现无空间和时间盲区探测，同时其低小慢目标探测能力强，将作为未来低空区域监视的有效补充手段，为未来低空空域精准探测、重点区域防护、无缝区域覆盖以及低空空域开放提供强有力的支撑，具有重要的应用价值。

但是与FM等传统外辐射源雷达只存在主基站，也就是作为照射源的基站，干扰不同，移动通信系统由于采用蜂窝网通信结构，导致利用其作为照射源的外辐射源雷达不仅存在主基站干扰，同时存在其他辐射源的同频干扰，因此常规利用时域方法只能消除主基站干扰，将仍然剩余大量的同频干扰，这些剩余同频干扰的存在严重影响目标检测与波达方向DOA(Direction Of Arrival，简称DOA)估计。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种干扰剩余时外辐射源雷达目标检测与DOA估计系统及方法。这种系统成本低、组网方便。这种方法能在移动通信外辐射源雷达中当时域干扰相消以后仍然剩余大量同频干扰的情况下，完成对目标进行检测与精确DOA估计，这种方法易于工程实现。

实现本发明目的的技术方案是：

一种干扰剩余时外辐射源雷达目标检测与DOA估计系统，与现有技术不同处在于，包括信号处理机和与信号处理机连接的接收机A、接收机B及恒虚警检测与DOA估计模块，接收机A上设有参考天线，接收机B上设有回波天线阵，信号处理机输入端连接接收机A和接收机B，输出端连接恒虚警检测与DOA估计模块。

所述接收机B上设有的回波天线阵用以接收目标回波信号以及由多个移动通信同频辐射源基站发射的直达波和多径干扰信号。

所述接收机A上设有的参考天线为窄波束天线，窄波束天线指向主基站方向，用以接收主基站发射的直达波信号。

采用上述雷达系统用于干扰剩余时的外辐射源雷达目标检测与DOA估计方法，包括如下步骤：