本發(fā)明屬于信號處理，具體涉及一種基于貪婪搜索的時序設計抗多主瓣間歇采樣干擾方法。

背景技術：

1、隨著數(shù)字射頻存儲技術的進步，提出了間歇采樣干擾，其可以間歇性地截獲并采樣雷達信號片段，并根據(jù)一定的規(guī)則轉發(fā)采樣片段。因此，這種干擾與雷達信號具有很強的相關性，可以在雷達接收器進行脈沖壓縮后獲得部分相干增益，造成大量虛假目標，從而導致雷達檢測性能顯著降低。

2、目前已經出現(xiàn)一些用于對抗間歇采樣干擾的研究成果，主要分為三類方法：第一類是在變換域對干擾和目標回波進行區(qū)分，并用濾波器濾除干擾。文獻“c.niu，q.lin，y.ma，m.duan?and?h.zhang，‘an?intermittent?sampling?and?forwarding?interferencesuppression?method?based?on?intra-pulse?frequency-time-delay?agile?waveform，’2023?3rd?international?conference?on?neural?networks，information?andcommunication?engineering，guangzhou，china，feb.2023，pp.536-541”利用頻率-時間-延遲捷變波形加大目標回波與干擾波形的區(qū)分度，利用迭代閾值算法在時頻域內確定回波片段，并采用組合子脈沖濾波和時域濾波來過濾與回波片段重疊的干擾。但這種方法也會損失目標信號，在多個干擾將目標回波覆蓋時，該類方法失效。第二類方法是假設已知精確的干擾參數(shù)，利用參數(shù)聯(lián)合設計發(fā)射波形和濾波器以濾除干擾。文獻“k.zhou，d.li，y.suand?t.liu，‘joint?design?of?transmit?waveform?and?mismatch?filter?in?thepresence?of?interrupted?sampling?repeater?jamming，’ieee?signal?processingletters，vol.27，pp.1610-1614，sept.2020”通過使用拉格朗日乘子法和交替方向乘子法，共同設計雷達波形和不匹配濾波器，以最小化目標回波的積分旁瓣電平和干擾信號的積分電平。但是在多個不同參數(shù)的干擾信號混合時，精確的參數(shù)難以獲取。第三類方法為提取干擾和目標回波經過各自信號處理后的特征，用以辨別干擾導致的假目標。文獻“w.wu?j.zouj.chen?s.xu?and?z.chen，‘false-target?recognition?against?interrupted-samplingrepeater?jamming?based?on?integration?decomposition，’ieee?transactions?onaerospace?and?electronic?systems，vol.57，pp.2979-2991，oct.2021”對脈沖壓縮結果的積分進行分解，并通過間歇采樣干擾的不連續(xù)性而導致的與目標回波信號的方差差異來識別目標和虛假目標峰值。但是在干擾能量較強時，干擾旁瓣會淹沒目標峰值，難以獲取目標信息。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于貪婪搜索的時序設計抗多主瓣間歇采樣干擾方法，具有快速的在線動態(tài)學習特性，無需精確的干擾參數(shù)估計，并且在多干擾和高干擾能量的情況下仍然有效。

2、本發(fā)明采用的技術方案為：一種基于貪婪搜索的時序設計抗多主瓣間歇采樣干擾方法，具體步驟如下：

3、s1、構建正交掩護子脈沖和探測子脈沖結構的數(shù)學模型；

4、s2、基于步驟s1，構建多目標多干擾場景下雷達接收波形模型；

5、s3、基于回波頻譜能量設計雷達波形價值評估函數(shù)；

6、s4、基于步驟s3，使用貪婪搜索框架，搜索雷達生存窗口，優(yōu)化發(fā)射時序；

7、s5、基于步驟s4優(yōu)化設計的發(fā)射時序，產生頻域正交的線性調頻波形用于掩護和探測進行抗干擾探測。

8、進一步地，所述步驟s1具體如下：

9、雷達發(fā)射波形st(t)表達式如下：

10、

11、其中，t∈[0,∞)表示時間變量，s(t)表示探測波形，與表示掩護波形，表達式分別如下：

12、

13、其中，rect(·)表示矩形窗函數(shù)，{b1,f1}和{b2,f2}分別表示掩護子脈沖和探測子脈沖的帶寬和載頻，ts1,td和ts2分別表示s(t)和的脈沖寬度。

14、掩護子脈沖和探測子脈沖的頻率差δf滿足以下關系，表達式如下：

15、δf＝|f1-f2|≥(b1+b2)/2.

16、雷達波形的時序集合表達式如下：

17、

18、其中，tp表示雷達發(fā)射波形s(t)脈寬，td1和td2分別表示探測脈沖寬度上限和下限。的基數(shù)表達式如下：

19、

20、其中，fs表示采樣率，表示向下取整操作。w分布標記為wi,i＝1,2,…,nw。

21、進一步地，所述步驟s2具體如下：

22、設定存在nt個目標和nj個干擾源，第nt＝1,2,…,nt個目標的距離和速度分別為和第nj＝1,2,…,nj個干擾源的距離和速度分別為和

23、雷達接收波形sr(t)由目標回波、干擾和噪聲組成，表達式如下：

24、

25、其中，λ和c分別表示雷達發(fā)射波形波長和電磁波傳播速度。分別表示第nt個目標回波和第nj個干擾波形的復幅度，表示復數(shù)域，表示第nj個下變頻后的干擾波形，n(t)表示高斯白噪聲信號。

26、雷達接收波形中干擾包括三種間歇采樣干擾：間歇采樣直接轉發(fā)jd(t)、間歇采樣重復轉發(fā)jp(t)和間歇采樣循環(huán)轉發(fā)jc(t)干擾，表達式分別如下：

27、jd(t)＝g1(t-tl),

28、

29、其中，tl和ts分別表示采樣時長和采樣間隔，表示轉發(fā)次數(shù)，表示采樣次數(shù)。tp表示干擾機截獲波形si(t)的脈寬。g1(t)和的表達式分別如下：

30、

31、其中，si(t)＝st(t-t0)表示干擾機截獲的雷達波形，t0表示擾機的開始采樣時刻，取雷達波形被截獲的時刻。

32、進一步地，所述步驟s3具體如下：

33、定義時序w的價值評估函數(shù)v(w)表達式如下：

34、

35、其中，v1(w)和v2(w)分別表示抗干擾價值和探測能量價值，量測因子ρ1＜0.1，能量因子ρ2＞0，sgn(·)表示符號函數(shù)；es和ed分別表示掩護子脈沖和探測子脈沖的頻帶能量所，表達式如下：

36、

37、其中，表示頻域變量，表示實數(shù)域，s(f)表示回波sr(t)的頻譜，bs＝(f1-δf/2,f1+δf/2)，bd＝(f2-δf/2,f2+δf/2)。

38、進一步地，所述步驟s4具體如下：

39、s41、初始化雷達生存窗口；

40、首先初始化交互周期序號l＝0，價值函數(shù)v(w)＝0,

41、再根據(jù)ε-貪婪策略產生時序wl，表達式如下：

42、

43、其中，ε∈[0,1]為常數(shù)，隨機變量ξ服從[0,1]均勻分布，隨機變量k的概率分布函數(shù)p(k＝i)表達式如下：

44、

45、s42、雷達按照窗口發(fā)射掩護和探測組合脈沖，產生回波信號并計算回波頻譜；

46、雷達根據(jù)wl產生發(fā)射波形，并得到回波sr(t)，計算回波頻譜s(f)。

47、s43、計算該生存窗口價值，即評估價值v(wl)，簡記為vl；

48、s44、價值函數(shù)更新；

49、更新第l次迭代的價值函數(shù)，表達式如下：

50、

51、其中，折扣因子0＜γ＜1。

52、s45、貪婪策略選擇新窗口；

53、令l＝l+1，若收斂，輸出優(yōu)化的時序否則返回步驟s41。

54、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的方法首先建立正交掩護子脈沖和探測子脈沖結構的數(shù)學模型，然后建立多目標多干擾源發(fā)射不同參數(shù)場景下雷達接收波形的信號模型，并基于該模型設計基于回波頻譜能量的雷達波形價值評估函數(shù)，利用該價值函數(shù)，在貪婪搜索策略下進行迭代搜索雷達生存窗口，且在此生存窗口下設計雷達波形時序，產生正交的掩護和探測波形進行抗干擾探測。本發(fā)明的方法在適應多種不同參數(shù)場景下的干擾情況方面表現(xiàn)出色，能夠適應多個不同參數(shù)間歇采樣干擾疊加且具有較高干擾能量的場景，且針對場景變化具有自適應性，在工程實現(xiàn)上具備顯著的可行性和實用性，具有較高的工程應用價值。