一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法與流程
本發(fā)明涉及雷達信號處理技術領域，更具體地，涉及一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法。
背景技術：
目前，由于導航雷達在各種類型船只上使用較為廣泛，頻段多集中于X波段附近，發(fā)射頻率較為接近，且在艦艇編隊航行、大批漁船共同出海捕魚等情況下，容易出現同頻干擾較為密集的情況，另外，隨著雷達技術的發(fā)展，固態(tài)導航雷達使用也越來越多，由于其峰值功率難以達到較高的水平，為保證其探測威力，就需適當增加發(fā)射脈沖寬度來提高發(fā)射能量，這樣的寬脈沖若進入鄰近雷達產生同頻干擾，干擾的波形勢必在徑向具有較大的距離跨度，導致被干擾雷達相鄰脈沖的干擾回波部分重疊，進一步加劇同頻干擾的密集程度。
同頻干擾會嚴重影響目標檢測、降低目標跟蹤的準確性和大幅度縮短雷達作用距離。為了降低同頻干擾造成的影響，則需要對雷達信號進行抗干擾處理。而目前常用的抗同頻異步干擾技術，是利用同一距離處一定數目的相鄰脈沖來確定非干擾回波的功率水平和干擾回波的位置。
具體方法是，將雷達新接收到的方位向回波采樣值 其中j＝Nc+1,Nc+2,Nc+3,...，與之前最鄰近的Nc個方位向回波采樣點幅度的均值相比較，若則保持當前值不變；若則將的值用替換，即令雷達整個量程范圍內所有的方位向回波序列均按此處理方法進行處理。
這種處理方式，雖然在一定范圍內可以起到一定的抑制同頻異步雷達干擾信號，但是，其存在以下幾個問題：1，該方法直接將mj與μN比較，沒有考慮正?；夭ㄅc干擾的能量差異，可能會導致非干擾類雷達雜波數據被修改，影響后續(xù)的信號處理；二是，μN在計算過程中沒有考慮不同脈沖與當前脈沖的相關性不同，會導致當前采樣點值估計誤差大的問題；三是，抑制等級僅依靠Nc這一參數來調整，調控能力弱，對密集干擾的抑制能力差。
且鑒于干擾密集的情況，在抑制雷達同頻異步干擾視頻信號時，很容易有鄰近干擾回波參與非干擾回波功率水平計算，導致干擾門限抬高，通過上述一次處理抑制處理方法，難以完全抑制同頻異步干擾信號，從而導致處理后的雷達信號仍然有較多殘留的干擾信號，影響后續(xù)目標檢測和跟蹤處理性能，縮短雷達作用距離。
鑒于現有導航雷達主要為非相參體制，雖部分導航雷達為相參體制，但其后續(xù)處理均采用非相參處理方式進行，不需保留相位信息，因而同頻干擾抑制處理均在視頻信號層完成即可。針對固態(tài)導航雷達以及相參處理需求，抗同頻異步干擾處理后仍需保留相位信息，因而需在中頻信號層完成處理，而目前鮮有文獻報道在零中頻進行同頻異步干擾抑制的方法。
技術實現要素：
本發(fā)明提供一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法，以解決現有的視頻信號層同頻異步干擾抑制技術難以保留相位信息的技術問題。
根據本發(fā)明的一個方面，提供一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1.基于雷達方位向零中頻回波序列，獲取雷達方位向回波視頻序列、所述雷達方位向零中頻回波序列的I路基帶信號序列和其Q路基 帶信號序列；
S2.基于所述雷達方位向回波視頻序列，獲取同頻異步干擾在所述雷達方位向回波視頻序列中的位置，并分別對產生干擾位置處的I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列。
在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟S2進一步包括以下步驟：
S21.基于同頻異步干擾密度，設置抗干擾脈沖個數為NC、及保護因子TP；
S22.對前面NC個方位向視頻回波序列幅值分別賦予不同的權重系數αi,對賦予權重系數的方位向視頻回波幅值求取平均值μ，并對所獲取的平均值賦予一保護因子TP；
S23.將第j個方位向視頻回波的幅值xj與所取得保護因子的平均值μ比較，判斷獲知第j個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置；
S24.分別對產生干擾位置處的I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列進行抑制處理，獲取排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列；
S24.將NC自動加1，執(zhí)行所述步驟S22；
其中，j＝NC+1，且α1，α2，……αi呈線性遞減關系，1≤i≤j。
在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟S24進一步包括以下步驟：
對前面NC個的I路基帶信號序列幅值、和前面NC個的Q路基帶信號序列幅值分別賦予不同的權重系數αi,對賦予權重系數的I路基帶信號序列幅值求取平均值μi，對賦予權重系數的Q路基帶信號序列幅值求取平均值μq，用μi替代第j個I路基帶信號的幅值，用μq替代第j個Q路基帶信號的幅值。
在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟S2中的所述抑制處理包括初級抑制處理和二級抑制處理；
所述初級抑制處理獲取處理后的一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列，并基于一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列獲取一次抑制視頻回波序列。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述二次抑制處理包括以下步驟：
基于一次抑制視頻回波序列，獲取同頻異步干擾在所述一次抑制視頻回波序列中的干擾位置，并分別對產生干擾位置處的一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述初級抑制處理的抗干擾脈沖數NC1取值范圍為[2,5]，所述初級抑制處理的保護因子Tp1取值范圍為[2,6]。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述二次抑制處理的抗干擾脈沖數Nc2取值范圍為[3,5]，且所述二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[2,6]，且應滿足Tp2＞Tp1。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述二次抑制處理的抗干擾脈沖數Nc2取值范圍為[2,5]，且所述二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[3,8]，且應滿足Tp2＞Tp1。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述抑制處理還包括基于二次抑制處理的結果進行處理的三次抑制處理。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述三次抑制處理包括以下步驟：
基于二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列，以獲取同頻異步干擾在所述二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列中位置；
基于同頻異步干擾在所述二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列中位置，并分別對產生干擾位置處的二次抑制I路基帶信號序列和二次 抑制Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列。
在上述方案基礎上優(yōu)選，所述初級抑制處理的抗干擾脈沖個數NC1、二次抑制處理的抗干擾脈沖數NC2和三次抑制處理的抗干擾脈沖個數NC3值范圍均為[1,5]，所述初級抑制處理的保護因子Tp1取值范圍為[2，6]，所述二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[3，8]，所述三次抑制處理的保護因子Tp3取值范圍為[4，10]，且應滿足Tp3＞Tp2＞Tp1。
本發(fā)明提供的一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法，通過零中頻信號生成的包絡信號，在視頻方位向回波中查找同頻異步干擾出現的位置，然后根據記錄的同頻異步干擾位置，在零中頻I、Q兩路實信號中分別進行干擾抑制，以保留零中頻相位信息，為后續(xù)雷達信號的相參處理奠定基礎。干擾抑制過程中，引入權重系數和保護因子，利用保護因子實現對原始方位向回波幅值的保護，以達到去除同頻異步干擾信號同時，最大程度的保護原始數據不被修改。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法的流程框圖；
圖2為本發(fā)明的圖1中步驟S2的詳細流程框圖；
圖3為本發(fā)明的一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法的詳細流程框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明中所提到的方位向回波序列表示，在雷達圓周掃描條件 下，與雷達原點之間距離相等處連續(xù)的方位向回波包絡構成的回波序列，表示為其對應的中頻回波序列的I路基帶信號序列，表示為其對應的中頻回波序列的Q路基帶信號序列，表示為且
請參閱圖1所示，本發(fā)明提供了一種導航雷達密集同頻異步干擾中頻信號層抑制方法，包括以下步驟：
S1.基于雷達方位向零中頻回波序列，獲取雷達方位向回波視頻序列、雷達方位向零中頻回波序列的I路基帶信號序列和其Q路基帶信號序列；
S2.基于所述雷達方位向回波視頻序列，獲取同頻異步干擾在所述雷達方位向回波視頻序列中的位置，并分別對產生干擾位置處的I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列。
其中，本發(fā)明的雷達方位向零中頻回波序列且， 雷達方位向回波視頻序列為且 中頻回波序列的I路基帶信號序列，表示為 對應的中頻回波序列的Q路基帶信號序列，表示為
為了進一步詳細說明本發(fā)明的技術方案，以下將詳細介紹本發(fā)明的步驟S2，請繼續(xù)參閱圖2所示。
根據雷達方位向回波視頻序列，獲取同頻異步干擾在所述雷達方位向回波視頻序列中的位置，具體操作方式為，根據同屏異步干擾密 度，設置抗干擾脈沖個數NC、及保護因子TP，對前面NC個方位向視頻回波序列幅值分別賦予不同的權重系數αi，對賦予權重系數的方位向視頻回波幅值求取平均值μ，并對所獲取的平均值賦予一保護因子TP；然后，將第j個方位向視頻回波的幅值xj與所取得保護因子的平均值μ比較，判斷獲知第j個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，其中，j＝NC+1，且α1，α2，……αi呈線性遞減關系，1≤i≤j；
具體表達公式為：當時，則表示第j個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，并記錄同頻異步干擾位置，返回I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列中，找到同頻異步干擾位置處的I路基帶信號序列幅值和Q路基帶信號序列幅值，對此處的幅值分別進行替代抑制處理；具體抑制處理方法為：對前面NC個的I路基帶信號序列幅值和前面NC個的Q路基帶信號序列幅值分別賦予不同的權重系數αi,對賦予權重系數的I路基帶信號序列幅值求取平均值μi，對賦予權重系數的Q路基帶信號序列幅值求取平均值μq，用μi替代第j個I路基帶信號的幅值，用μq替代第j個Q路基帶信號的幅值，其中，具體的計算公式為：
否則，當時，則表示第j個方位向視頻回波不是同頻異步干擾位置，且不做替換。
為了確保完全排除同頻異步干擾對雷達方位向零中頻信號的影響，本發(fā)明根據同頻異步干擾信號的密集程度，進行至少兩次上述的 迭代處理方式，以達到在最大程度保護原始雷達信號不被修改同時，最大程度抑制密集干擾信號，以達到提高雷達目標檢測和跟蹤處理性能，延長雷達作用距離，滿足實際需要。
在本發(fā)明另一實施例中，上述步驟步驟S2中的抑制處理包括初級抑制處理和二級抑制處理；
其中，初級抑制處理獲取處理后的一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列，并基于一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列獲取一次抑制視頻回波序列；而二次抑制處理包括以下步驟：即基于一次抑制視頻回波序列，獲取同頻異步干擾在所述一次抑制視頻回波序列中的干擾位置，并分別對產生干擾位置處的一次抑制I路基帶信號序列和一次抑制Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列。
其中，如果干擾等級為初級時，則上述初級抑制處理的抗干擾脈沖數NC1取值范圍為[2,5]，初級抑制處理的保護因子Tp1取值范圍為[2,6]；二次抑制處理的抗干擾脈沖數Nc2取值范圍為[3,5]，且二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[2,6]，且應滿足Tp2＞Tp1。
而如果干擾等級為中級時，上述初級抑制處理的抗干擾脈沖數NC1取值范圍為[2,5]，初級抑制處理的保護因子Tp1取值范圍為[2,6]；但是二次抑制處理的抗干擾脈沖數Nc2取值范圍為[2,5]，且二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[3,8]，且應滿足Tp2＞Tp1。
進一步的，當干擾等級為高級時，則抑制處理還包括基于二次抑制處理的結果進行處理的三次抑制處理，其中，三次抑制處理包括以下步驟：基于二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列，以獲取同頻異 步干擾在所述二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列中位置；基于同頻異步干擾在所述二次抑制的雷達方位向零中頻回波序列中位置，并分別對產生干擾位置處的二次抑制I路基帶信號序列和二次抑制Q路基帶信號序列進行抑制處理，以獲取排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列。
且在干擾等級為高級時，進行抑制處理過程中，初級抑制處理的抗干擾脈沖個數NC1、二次抑制處理的抗干擾脈沖數NC2和三次抑制處理的抗干擾脈沖個數NC3值范圍均為[1,5]，初級抑制處理的保護因子Tp1取值范圍為[2，6]，二次抑制處理的保護因子Tp2取值范圍為[3，8]，三次抑制處理的保護因子Tp3取值范圍為[4，10]，且應滿足Tp3＞Tp2＞Tp1。
為了進一步詳細說明本發(fā)明的技術方案，以下將列舉干擾等級為高級時的處理過程作為示例予以說明本發(fā)明的技術方案，請參閱圖3所示。
以下設定本發(fā)明待處理的雷達方位向零中頻回波序列表示為 且，獲取得到的雷達方位向回波視頻序列為且中頻回波序列的I路基帶信號序列，表示為對應的中頻回波序列的Q路基帶信號序列，表示為
首先，進行初級抑制處理，設定初級抑制處理的抗干擾脈沖個數NC1、保護因子TP1，在視頻回波序列中，對前面NC1個方位向視頻回波序列幅值分別賦予不同的權重系數αi，對賦予權重系數的方位向視頻回波幅值求取平均值μ，并對所獲取的平均值賦予一保護因子TP1；然 后，將第j個方位向視頻回波的幅值xj與所取得保護因子的平均值μ比較，判斷獲知第j個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，其中，j＝NC1+1，且α1，α2，……αi呈線性遞減關系，1≤i≤j；
當時，則表示第j個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，并記錄同頻異步干擾位置，返回I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列中，找到同頻異步干擾位置處的I路基帶信號序列幅值和Q路基帶信號序列幅值，對此處的幅值分別進行替代抑制處理；否則，當 時，則表示第j個方位向視頻回波不是同頻異步干擾位置，且不做替換。
其中，在I路基帶信號序列中的處理方式為：
在Q路基帶信號序列中的處理方式為：
以得到經初級抑制排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列 且，雷達方位向回波視頻序列為 且中頻回波序列的I路基帶信號序列，表示為對應的中頻回波序列的Q路基帶信號序列，表示為
然后，進行二次抑制處理，二次抑制處是基于經初級抑制排除干 擾后的雷達方位向零中頻回波序列進行的處理。
設定二次抑制處理的抗干擾脈沖個數NC2、保護因子TP2，在視頻回波序列中，對前面NC2個方位向視頻回波序列幅值分別賦予不同的權重系數αj，對賦予權重系數的方位向視頻回波幅值求取平均值μ，并對所獲取的平均值賦予一保護因子TP2；然后，將第k個方位向視頻回波的幅值sk與所取得保護因子的平均值μ比較，判斷獲知第k個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，其中，k＝NC1+NC2+1+1，且α1，α2，……αj呈線性遞減關系，1≤j≤k；
當時，則表示第k個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，并記錄同頻異步干擾位置，返回I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列中，找到同頻異步干擾位置處的I路基帶信號序列幅值和Q路基帶信號序列幅值，對此處的幅值分別進行替代抑制處理；否則，當 時，則表示第k個方位向視頻回波不是同頻異步干擾位置，且不做替換。
其中，在I路基帶信號序列中的處理方式為：
在Q路基帶信號序列中的處理方式為：
以得到經二次抑制排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列 且，雷達方位向回波視頻序列為 且中頻回波序列的I路基帶信號序列，表示為對應的中頻回波序列的Q路基帶信號序列，表示為
最后，進行三次抑制處理，三次抑制處是基于經二次抑制排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列進行的處理。
設定二次抑制處理的抗干擾脈沖個數NC3、保護因子TP3，在視頻回波序列中，對前面NC3個方位向視頻回波序列幅值分別賦予不同的權重系數αk，對賦予權重系數的方位向視頻回波幅值求取平均值μ，并對所獲取的平均值賦予一保護因子TP3；然后，將第p個方位向視頻回波的幅值yp與所取得保護因子的平均值μ比較，判斷獲知第p個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，其中，p＝NC1+NC2+NC3+1，且α1，α2，……αk呈線性遞減關系，1≤k≤p；
當時，則表示第p個方位向視頻回波為同頻異步干擾位置，并記錄同頻異步干擾位置，返回I路基帶信號序列和Q路基帶信號序列中，找到同頻異步干擾位置處的I路基帶信號序列幅值和Q路基帶信號序列幅值，對此處的幅值分別進行替代抑制處理；否則，當 時，則表示第p個方位向視頻回波不是同頻異步干擾位置，且不做替換。
其中，在I路基帶信號序列中的處理方式為：
在Q路基帶信號序列中的處理方式為：
以得到經三次抑制排除干擾后的雷達方位向零中頻回波序列 且，雷達方位向回波視頻序列為 且
最后，本申請的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
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