專(zhuān)利名稱：針對(duì)雷達(dá)主瓣干擾的極化抑制處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抑制雷達(dá)主瓣干擾的處理方法，尤其是針對(duì)從單極化、機(jī)械掃描雷達(dá)天線主瓣方向進(jìn)入的干擾信號(hào)的極化抑制處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有雷達(dá)抗干擾方法主要集中在回波信號(hào)的時(shí)域、頻域或空域進(jìn)行處理，而在信號(hào)極化域中的研究則相對(duì)較少。雷達(dá)信號(hào)的極化信息反映了目標(biāo)的固有屬性，充分利用目標(biāo)、干擾極化信息的差異，則能夠取得非常特殊的抗干擾效果。近年來(lái)，隨著雷達(dá)極化理論研究的逐步深入和器件水平的大幅度提高，極化信息處理技術(shù)在雷達(dá)成像、超分辨、目標(biāo)分類(lèi)識(shí)別、地理遙感、抑制雜波和抗干擾等領(lǐng)域中日益占據(jù)越來(lái)越重要的地位，并付諸于實(shí)際應(yīng)用，大幅度的提高了傳感系統(tǒng)的探測(cè)能力和感知能力。但是，上述應(yīng)用的前提都是雷達(dá)具備全極化測(cè)量能力。對(duì)于單極化方式的雷達(dá)，比如防空、警戒、引導(dǎo)雷達(dá)等，不具備變極化能力或全極化測(cè)量能力，這對(duì)雷達(dá)的極化域抗干擾和目標(biāo)識(shí)別造成了根本性的困難。特別是，當(dāng)干擾從雷達(dá)傳感器的天線主瓣方向進(jìn)入時(shí)，常規(guī)的自適應(yīng)波束形成對(duì)干擾對(duì)消效果較差，期望信號(hào)也被抑制。不僅嚴(yán)重降低了對(duì)消性能， 而且增加了輔助設(shè)備大幅度的提高了抗干擾實(shí)現(xiàn)的硬件成本。根據(jù)天線理論，在給定頻率和空間指向的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，天線存在著某一確定的極化方式。當(dāng)天線的工作頻率固定，隨著空間指向的不同，天線輻射場(chǎng)的極化方式也有所不同，這意味著天線的極化是空域指向的函數(shù)。天線極化在空間的這種變化特性，簡(jiǎn)稱為天線極化的“空域慢變特性”。這種特性在固定的俯仰角下，偏離天線方位中心的主瓣附近區(qū)域具有顯著的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，如果能夠巧妙地利用天線掃描接收機(jī)得到的電壓序列，根據(jù)事先測(cè)得的天線極化特性，通過(guò)設(shè)計(jì)先進(jìn)的信號(hào)處理方法，就可以使現(xiàn)在雷達(dá)在不作硬件改動(dòng)的前提下，具備一定的極化測(cè)量能力和變極化能力，可以消除主瓣壓制式干擾，這將具有重要的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。目前，尚未找到利用單極化天線的極化特性消除主瓣壓制式干擾的公開(kāi)資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是當(dāng)雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)時(shí)受到主瓣壓制干擾的情況下，基于單極化的機(jī)械掃描體制雷達(dá)回波數(shù)據(jù)，充分的挖掘和利用天線本身固有的較弱的交叉極化分量，提供一種快速、適應(yīng)性強(qiáng)的主瓣干擾極化抑制的信號(hào)處理方法。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明技術(shù)方案的思路是首先獲得天線的主極化方向圖和交叉極化方向圖，建立多組俯仰角下方位掃描的方向圖特性函數(shù)庫(kù)，體現(xiàn)天線的極化特性在不同觀測(cè)角度下的極化特性是有差異的；選擇一定的窗口寬度，截取主瓣附近不同掃描角度下接收到的干擾和目標(biāo)混合信號(hào)，并且按照距離單元形式進(jìn)行劃分寫(xiě)成矩陣的形式； 由于干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的入射仰角通常無(wú)法精確獲得，利用多組俯仰角下方位掃描的方向圖特性函數(shù)族，對(duì)每一距離單元的電壓序列應(yīng)用最小二乘算法進(jìn)行極化分解，估計(jì)出多組正交極化信號(hào)；估計(jì)出每組正交極化回波信號(hào)的干擾抑制濾波矢量；利用極化濾波矢量對(duì)多組正交極化信號(hào)做并行的多凹口極化濾波處理；將每組的濾波輸出信號(hào)做“邏輯積”處理，取“邏輯積”輸出作為極化抑制處理后的輸出信號(hào)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種針對(duì)雷達(dá)主瓣干擾的極化抑制處理方法，應(yīng)用于單極化的機(jī)械掃描體制雷達(dá)，其特征在于包括下述步驟
，其中t m表示在方位角和俯仰角Θ下雷達(dá)天線的水平極化增益， gH((p,&)φ
第一步、建立關(guān)于雷達(dá)天線極化特性的函數(shù)庫(kù)； 已知雷達(dá)天線主極化方式為水平極化H，交叉極化方式為垂直極化V。 用現(xiàn)有的天線特性測(cè)量方法測(cè)量在不同方位角^和俯仰角θ下的雷達(dá)天線增益
_ gH(<P^) βν{φβ)
&(奶0表示在方位角識(shí)和仰角θ下雷達(dá)天線的垂直極化增益。其中，俯仰角θ的分別取值為θ” 02,L, θΝ，俯仰角θ的取值是根據(jù)雷達(dá)天線的俯仰波束寬度和測(cè)量精度決定；俯仰波束寬度越寬，俯仰角θ的取值數(shù)越多；測(cè)量精度要求越高，俯仰角θ的取值數(shù)越多。方位角識(shí)在雷達(dá)天線方位掃描區(qū)間[- , ]內(nèi)取值，即方位角識(shí)L ,外,L ,φκ φκ， 識(shí)—r =- ，方位角0的取值根據(jù)測(cè)量精度的需要決定。第二步、干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的預(yù)處理；雷達(dá)天線在工作過(guò)程中俯仰角為θ ‘，接收的干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的電壓值4—力是采樣時(shí)刻t和方位角ρ的函數(shù)，則在采樣時(shí)刻t = ti; t2,L, tM和方位角
φ = φ-κ^ ,^下接收的干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的電壓矩陣為
權(quán)利要求
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對(duì)雷達(dá)主瓣干擾的極化抑制處理方法。技術(shù)方案包括五個(gè)處理步驟第一步，建立關(guān)于雷達(dá)天線極化特性的函數(shù)庫(kù)；第二步，干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的預(yù)處理；第三步，干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的正交極化分解處理；第四步，干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的極化濾波矢量估計(jì)；第五步，干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的空域多凹口極化濾波。本發(fā)明利用最小二乘算法對(duì)干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的電壓矩陣進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)干擾和目標(biāo)混合信號(hào)的正交極化分解與估計(jì)；在不能精確獲知俯仰角的情況下，利用空域多凹口虛擬極化濾波器抑制干擾信號(hào)。本發(fā)明對(duì)硬件系統(tǒng)無(wú)額外要求，易于實(shí)現(xiàn)，工程適用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102495394SQ20111040019
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者代大海, 常宇亮, 戴幻堯, 李棉全, 李永禎, 王雪松, 董健 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)