專利名稱：無源雷達(dá)分組ls-clean微弱目標(biāo)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用GPS導(dǎo)航衛(wèi)星作為外輻射源的無源雷達(dá)領(lǐng)域內(nèi)的微弱 目標(biāo)檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
無源雷達(dá)是指雷達(dá)本身不發(fā)射電磁波信號(hào)而只用目標(biāo)輻射電磁波信號(hào)(外輻射 源)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和跟蹤的雷達(dá)，它具有良好的“四抗性能”并具有造價(jià)低、隱蔽性強(qiáng)、機(jī)動(dòng) 性高等優(yōu)點(diǎn)。目標(biāo)輻射的電磁信號(hào)可能是目標(biāo)自身發(fā)射的信號(hào)，或者是第三方電磁波信號(hào) 經(jīng)目標(biāo)反射后的電磁信號(hào)。因此，根據(jù)目標(biāo)輻射信號(hào)源的類型，無源雷達(dá)可分為兩類一是 利用目標(biāo)自身輻射源的無源雷達(dá)，包括待觀測(cè)的目標(biāo)自身攜帶的輻射源，如雷達(dá)、通信、應(yīng) 答機(jī)、有源干擾和導(dǎo)航等電子設(shè)備；二是利用第三方發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)反射的信號(hào)的無源雷 達(dá)，這類發(fā)射源包括地面廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、通信臺(tái)站、直播電視衛(wèi)星和衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 等。從雷達(dá)體制上講，它的接收機(jī)和發(fā)出外輻射源的發(fā)射機(jī)是異地配置，因此它也屬于雙 (多)基雷達(dá)?；贕PS信號(hào)作為外輻射信號(hào)無源雷達(dá)具有很多傳統(tǒng)有源雷達(dá)沒有的優(yōu)點(diǎn)(1) 無源雷達(dá)接收機(jī)由于沒有大功率的器件，且不受發(fā)射機(jī)功率泄漏的影響，從而具有較高的 靈敏度；⑵多個(gè)接收機(jī)工作，可以對(duì)干擾源進(jìn)行無源定位；C3)由于收、發(fā)分置，接收機(jī)是 靜默的，也可以機(jī)動(dòng)，所以系統(tǒng)具有抗電子偵查、抗干擾和抗反輻射導(dǎo)彈摧毀的能力；(4) 在接收機(jī)前置時(shí)，可利用空中、空間的照射源，可以探測(cè)到發(fā)射機(jī)的視線以下和遠(yuǎn)區(qū)超低空 的目標(biāo)，抗超低空突防能力強(qiáng)；(5)具有反隱身的效果，由于隱身目標(biāo)只在鼻錐士30°范圍 內(nèi)有極小的雷達(dá)截面積(RCQ，而側(cè)向及頂部散射和繞射并沒有減小，還很強(qiáng)，使得無源雷 達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)具有很好的效果；(6)由于自身不發(fā)射電磁波，無源雷達(dá)系統(tǒng)具有隱 蔽性和突然性，系統(tǒng)生存能力強(qiáng)?；贕PS信號(hào)的無源雷達(dá)的核心技術(shù)是無源相干定位技術(shù)，其基本的思想是以外 輻射源發(fā)射的直達(dá)波信號(hào)作為參考，檢測(cè)分析目標(biāo)反射輻射源發(fā)射的信號(hào)能量，估計(jì)出目 標(biāo)反射信號(hào)的到達(dá)方向、到達(dá)時(shí)間和多普勒頻移等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位和跟蹤。由 于GPS衛(wèi)星信號(hào)屬于全向連續(xù)波輻射，直達(dá)波信號(hào)很強(qiáng)，存在多徑效應(yīng)使得雜波較強(qiáng)，而且 強(qiáng)目標(biāo)的回波也會(huì)大大干擾微弱目標(biāo)回波的探測(cè)，因此需要對(duì)接收到的非合作信號(hào)進(jìn)行雜 波抑制和信號(hào)處理才能探測(cè)到目標(biāo)。干擾信號(hào)抑制是無源雷達(dá)系統(tǒng)在信號(hào)處理中所面臨的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題，目前 采取的抑制算法主要有(a)基于自適應(yīng)波束行成的干擾置零基本原理是根據(jù)接收準(zhǔn)則 自動(dòng)的調(diào)節(jié)天線陣元加權(quán)系數(shù)的幅度和相位，使代價(jià)函數(shù)值最小，使系統(tǒng)達(dá)到該準(zhǔn)則下的 最優(yōu)接收效果，其中最小均方誤差(MMSE)和線性約束最小方差(LCMV)準(zhǔn)則波束形成是自 適應(yīng)波束形成的兩種最優(yōu)波束形成器；(b)采用自適應(yīng)濾波算法進(jìn)行干擾抑制；(C)基于子 空間投影的直達(dá)波抑制算法該算法無需傳統(tǒng)自適應(yīng)干擾置零技術(shù)所需的干擾方向信息， 也無需旁瓣對(duì)消技術(shù)中的參考通道，而是利用接收端等效信號(hào)構(gòu)造直達(dá)波子空間的正交投影矩陣，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行投影，從而抑制直達(dá)波干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地抑制直達(dá)波干擾、多徑干擾、雜波干擾、消除 強(qiáng)目標(biāo)回波旁瓣的遮蔽，能檢測(cè)到微弱目標(biāo)回波的無源雷達(dá)分組LS-CLEAN微弱目標(biāo)檢測(cè) 方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將雷達(dá)參考信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)的所有采樣點(diǎn)平均 連續(xù)的分組，將每組目標(biāo)信號(hào)分別投影在與該組干擾子空間正交的子空間內(nèi)，對(duì)直達(dá)波干 擾、多徑干擾進(jìn)行有效抑制，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行多普勒補(bǔ)償，進(jìn)一步迭代地抑制強(qiáng)目標(biāo)旁瓣的 遮蔽作用，從而準(zhǔn)確檢測(cè)到微弱目標(biāo)，分組后的LS-CLEAN方法可以更為有效的抑制干擾剩 余和強(qiáng)目標(biāo)旁瓣剩余。本發(fā)明系統(tǒng)中接收通道分為參考通道和目標(biāo)回波通道兩部分，參考通道接收GPS 導(dǎo)航衛(wèi)星的直達(dá)信號(hào)作為參考，目標(biāo)回波通道接收GPS信號(hào)經(jīng)目標(biāo)反射后的信號(hào)，此時(shí)還 存在直達(dá)波干擾、多徑干擾和強(qiáng)目標(biāo)對(duì)弱目標(biāo)的干擾作用。本發(fā)明采用分組的LS-CLEAN算 法的思想是在雷達(dá)目標(biāo)回波通道中，使得干擾抑制后的信號(hào)誤差平方和最小，即使得下式 最小
,2 權(quán)利要求
1.一種無源雷達(dá)分組LS-CLEAN微弱目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于將雷達(dá)參考信號(hào)、目 標(biāo)回波信號(hào)的所有采樣點(diǎn)平均連續(xù)的分組，將每組目標(biāo)回波信號(hào)分別投影在與該組干擾子 空間正交的子空間內(nèi)，對(duì)直達(dá)波干擾、多徑干擾進(jìn)行有效抑制，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行多普勒補(bǔ) 償，迭代地抑制強(qiáng)目標(biāo)旁瓣對(duì)微弱目標(biāo)回波的遮蔽作用，計(jì)算處理后的剩余信號(hào)能量，當(dāng)剩 余信號(hào)能量與噪聲電平相當(dāng)時(shí)，停止迭代，對(duì)此時(shí)的信號(hào)進(jìn)行恒虛警處理，檢測(cè)出微弱目 標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源雷達(dá)分組LS-CLEAN微弱目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于具體 包括如下步驟(1)首先利用分組LS-CLEAN方法進(jìn)行直達(dá)波和雜波抑制；(2)對(duì)分組后的參考信號(hào)和抑制后的目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行匹配濾波；(3)計(jì)算峰值-旁瓣比即PSLR、峰值-噪聲比即PNFR、距離分辨率、多普勒分辨率；(4)比較PSLR和PNFR，若PSLR< PNFR,進(jìn)行步驟5 ；否則進(jìn)行步驟9 ；(5)恒門限處理；(6)迭代進(jìn)行強(qiáng)目標(biāo)回波旁瓣遮蔽效應(yīng)抑制；(7)進(jìn)行匹配濾波處理；(8)重新計(jì)算PNFR，再次進(jìn)行步驟4，對(duì)其與PSLR大小進(jìn)行比較；(9)恒虛警處理；(10)得出檢測(cè)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種無源雷達(dá)分組LS-CLEAN微弱目標(biāo)檢測(cè)方法。將雷達(dá)參考信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)的所有采樣點(diǎn)平均連續(xù)的分組，將每組目標(biāo)回波信號(hào)分別投影在與該組干擾子空間正交的子空間內(nèi)，對(duì)直達(dá)波干擾、多徑干擾進(jìn)行有效抑制，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行多普勒補(bǔ)償，迭代地抑制強(qiáng)目標(biāo)旁瓣對(duì)微弱目標(biāo)回波的遮蔽作用，計(jì)算處理后的剩余信號(hào)能量，當(dāng)剩余信號(hào)能量與噪聲電平相當(dāng)時(shí)，停止迭代，對(duì)此時(shí)的信號(hào)進(jìn)行恒虛警處理，檢測(cè)出微弱目標(biāo)。本發(fā)明可以有效地抑制直達(dá)波干擾、多徑干擾和雜波干擾，還可以有效地消除強(qiáng)目標(biāo)回波旁瓣對(duì)微弱目標(biāo)回波的遮蔽效應(yīng)，利用此方法可以使干擾抑制剩余降低，同時(shí)計(jì)算量簡(jiǎn)便，適合實(shí)時(shí)處理。
文檔編號(hào)G01S13/86GK102087354SQ20101058813
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者黨超, 呂東澤, 周宇, 徐定杰, 李志強(qiáng), 沈鋒, 王兆龍, 蓋猛, 賀瑞, 陳陽(yáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)