基于ifft頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波的直達(dá)波抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于非合作無(wú)源探測(cè)領(lǐng)域，涉及非合作無(wú)源探測(cè)中的信號(hào)處理方法，特別 涉及一種基于IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波的直達(dá)波抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在非合作無(wú)源探測(cè)中，常采用的電磁信號(hào)有AM/FM廣播信號(hào)、普通/數(shù)字電視信 號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)、CDMA信號(hào)、GPS信號(hào)、GSM信號(hào)等。由于無(wú)源探測(cè)信號(hào)一般為連續(xù)波，直達(dá)波 很強(qiáng)，接收信號(hào)中目標(biāo)回波信號(hào)功率遠(yuǎn)小于直達(dá)波信號(hào)，因此需要對(duì)直達(dá)波進(jìn)行直達(dá)波抑 制才能對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相干運(yùn)算、多普勒分析等處理。非合作無(wú)源探測(cè)系統(tǒng)一般采用 相干接收技術(shù)進(jìn)行信號(hào)的接收，該技術(shù)在接收系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)接收天線，分別用于接收目 標(biāo)的散射回波信號(hào)和直達(dá)波參考信號(hào)。但是接收到的直達(dá)波參考信號(hào)一般有噪聲等干擾， 產(chǎn)生失真，作為參考信號(hào)進(jìn)行直達(dá)波抑制時(shí)可能達(dá)不到理想的抑制效果。通過(guò)本發(fā)明的抑 制方法，不需要對(duì)其進(jìn)行接收，生成的直達(dá)波信號(hào)不會(huì)受到噪聲、天波信號(hào)、多徑雜波等干 擾成分的影響，可有效實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的直達(dá)波抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 非合作無(wú)源探測(cè)采用兩個(gè)接收天線分別接收目標(biāo)的散射回波信號(hào)和直達(dá)波參考 信號(hào)時(shí)，接收到的直達(dá)波參考信號(hào)一般會(huì)受到多徑雜波、天波、噪聲等干擾，造成直達(dá)波信 號(hào)失真，用于參考信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距、測(cè)速或定位時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。本發(fā)明針對(duì)非合 作無(wú)源探測(cè)中存在的上述問(wèn)題，給出了一種基于IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波 的直達(dá)波抑制方法，其為一種新的直達(dá)波抑制方法，可以實(shí)現(xiàn)直達(dá)波信號(hào)的有效抑制。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用以下技術(shù)方案：基于IFFT頻譜相除法和梯度自適 應(yīng)格型濾波的直達(dá)波抑制方法，包括以下具體步驟：
[0005] 步驟（1)、頻譜相除并進(jìn)行傅里葉逆變換，估計(jì)直達(dá)波的時(shí)間延遲和幅度；由于非 合作無(wú)源探測(cè)系統(tǒng)的接收信號(hào)中，直達(dá)波強(qiáng)度很高，在已知信號(hào)形式的前提下，采用IFFT 頻譜相除法對(duì)其進(jìn)行時(shí)間延遲和幅度估計(jì)。為了除去噪聲的影響，在頻域采用加窗函數(shù)的 方法，將接收信號(hào)的傅里葉變換除以歸一化后發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換可近似得到：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波的直達(dá)波抑制方法，其特征在于：該方 法的步驟如下： 步驟（1)、頻譜相除并進(jìn)行傅里葉逆變換，估計(jì)直達(dá)波的時(shí)間延遲和幅度；在已知信號(hào) 形式的前提下，采用IFFT頻譜相除法對(duì)其進(jìn)行時(shí)間延遲和幅度估計(jì)；為了除去噪聲的影 響，在頻域采用加窗函數(shù)的方法，將接收信號(hào)的傅里葉變換除W歸一化后發(fā)射信號(hào)的傅里 葉變換可近似得到：
其中X(f)表示接收信號(hào)的傅里葉變換；X"(f)表示歸一化后發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換；Ad、As、Atk分別表示直達(dá)波信號(hào)、其他干擾信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)的幅度；td、tds、tdtk分別表示 直達(dá)波信號(hào)、其他干擾信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間延遲；M表示目標(biāo)個(gè)數(shù)；L(f) 表示采用的矩形窗；然后對(duì)DlV(f)進(jìn)行傅里葉逆變換，就可得到：
其中DlV(f)的逆傅里葉變換為一組沖激函數(shù)，分別代表接收信號(hào)中不同成分到達(dá)接 收機(jī)的時(shí)延脈沖；對(duì)逆傅里葉變換的結(jié)果進(jìn)行峰值檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)接收信號(hào)中的直達(dá)波信號(hào) 的時(shí)間延遲tdW及幅度Ad進(jìn)行估計(jì)。 步驟（2)、生成參考信號(hào)；根據(jù)直達(dá)波信號(hào)的時(shí)間延遲和幅度估計(jì)結(jié)果，生成直達(dá)波信 號(hào)Xd(t); 步驟（3)、自適應(yīng)濾波處理；采用估計(jì)的直達(dá)波信號(hào)作為參考信號(hào)d(t)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行梯度自適應(yīng)格型濾波處理，將濾波結(jié)果y(t)與參考信號(hào)d(t)相減，得到直達(dá)波抑制結(jié)果 e(t) 〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型的直達(dá)波抑制方法， 其特征在于；所述步驟（2)中，通過(guò)估計(jì)直達(dá)波信號(hào)的時(shí)間延遲和幅度生成參考信號(hào)，而不 是采用單獨(dú)的接收天線接收參考信號(hào)，具有更小的誤差。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波的直達(dá)波抑制方法，包含以下步驟：(1)采用IFFT頻譜相除法對(duì)接收信號(hào)中的直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲和幅度估計(jì)；(2)根據(jù)時(shí)間延遲和幅度估計(jì)結(jié)果，生成直達(dá)波參考信號(hào)；(3)利用直達(dá)波參考信號(hào)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行梯度自適應(yīng)格型濾波處理，完成直達(dá)波的抑制。本發(fā)明利用非合作無(wú)源探測(cè)信號(hào)的頻率特性，通過(guò)IFFT頻譜相除法和梯度自適應(yīng)格型濾波算法，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行直達(dá)波的抑制。本發(fā)明不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)一組接收通道來(lái)接收直達(dá)波參考信號(hào)，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，仿真表明，本發(fā)明能夠有效地實(shí)現(xiàn)直達(dá)波的抑制。
【IPC分類】G01S11-02, G01S5-02
【公開號(hào)】CN104793197
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510212071
【發(fā)明人】王文光, 石家寧, 陳江濤, 季彧
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日