本發(fā)明涉及雷達抗干擾信號處理，尤其涉及一種間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾抑制方法。

背景技術(shù)：

1、雷達在地面觀測、空間探索任務(wù)中廣泛應(yīng)用，并在民用領(lǐng)域起重要作用。隨著數(shù)字射頻存儲器(digital?radio?frequency?memory,drfm)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子干擾系統(tǒng)中，主動相干干擾的種類不斷增加，雷達面臨的電磁環(huán)境日益復(fù)雜，各類電子干擾嚴重制約了雷達的探測性能。間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾(interrupted?sampling?repeater?jamming,?isrj)是一種相干干擾形式，通過數(shù)字射頻存儲技術(shù)，允許干擾機在接收到雷達信號后，對其進行快速的采樣、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，降低了對收發(fā)天線之間的高隔離度要求，利用周期性采樣脈沖對雷達信號進行采樣和重復(fù)，產(chǎn)生密集的虛假目標，對雷達造成密集的干擾效應(yīng)，并且基于數(shù)字射頻存儲器技術(shù)能夠允許干擾機快速采樣并轉(zhuǎn)發(fā)雷達信號，進而降低了干擾信號的延遲時間。由于間歇采樣干擾的技術(shù)優(yōu)勢，電子對抗已成為越來越多研究者關(guān)注的難題和熱門話題。

2、現(xiàn)有抑制間歇采樣干擾方法可以分為以下幾類：

3、（1）第一類方法主要基于接收信號的處理，包括帶通濾波器設(shè)計、時頻分析等。其中，帶通濾波器方法通過對回波分段設(shè)計帶通濾波器抑制間歇采樣干擾；時頻分析方法使用短時傅立葉變換來提取回波和干擾信號的時頻特征，在時頻變換域內(nèi)對干擾信號進行濾波。

4、（2）第二類方法是針對雷達發(fā)射信號的波形設(shè)計對抗方法。主要為相位編碼波形設(shè)計，使得回波與干擾信號正交，降低干擾與回波信號的分離難度，其靈活度高，可優(yōu)化性強，廣泛應(yīng)用于對抗有源欺騙類干擾。

5、上述抑制間歇采樣干擾方法具有以下問題：

6、（1）帶通濾波器方法依賴中心頻率、帶寬、濾波器的階數(shù)等參數(shù)，在徹底分離干擾與信號時，會破壞線性調(diào)頻信號完整頻譜，導(dǎo)致脈沖壓縮結(jié)果出現(xiàn)柵瓣；時頻分析方法會破壞時頻變換域內(nèi)干擾區(qū)域所覆蓋的目標信息。

7、（2）僅通過波形設(shè)計的對抗方法較聯(lián)合設(shè)計波形和非匹配濾波器的方法，抗干擾效果更差。

8、針對非匹配濾波器設(shè)計方法，公開號為cn117289217a、專利名稱為“收發(fā)聯(lián)合抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的方法及裝置”發(fā)明專利申請，公開了：以最小化干擾信號的積分水平與目標信號的積分旁瓣水平為目標，并考慮波形恒模約束、接收濾波器能量約束及非匹配濾波峰值損耗約束，建立抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的聯(lián)合約束優(yōu)化目標函數(shù)，并進行求解迭代更新，輸出當前的雷達發(fā)射波形及雷達接收端使用的非匹配濾波器。該專利申請中非匹配濾波器對抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的方法模型通過多個限制條件約束信噪比，相較于單個約束條件，優(yōu)化效果有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾抑制方法。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾抑制方法，該方法包括以下步驟：

3、接收帶有干擾的回波信號后，以最小化非匹配濾波器的干擾抑制比、廣義積分旁瓣比為目標，將信噪比損失作為約束條件，構(gòu)建非匹配濾波器優(yōu)化模型；

4、構(gòu)建增廣拉格朗日函數(shù)對非匹配濾波器優(yōu)化模型進行求解，輸出最優(yōu)非匹配濾波器。

5、在一示例中，所述非匹配濾波器優(yōu)化模型為：

6、；

7、其中，表示優(yōu)化權(quán)重；表示干擾抑制比；表示廣義積分旁瓣比；表示信噪比損失；表示信噪比損失下限。

8、在一示例中，所述干擾抑制比的計算表達式為：

9、；

10、其中，和為長度為的0和1組成的列向量（n為預(yù)設(shè)值，用于確定向量長度），分別用于選擇完整回波信號中干擾能量部分和主瓣部分；表示哈達瑪乘積；表示目標信號濾波結(jié)果；表示干擾信號濾波結(jié)果；為p范數(shù)求解，當p范數(shù)趨近無窮時，干擾抑制比的計算表達式中，分子部分表示干擾能量，分母部分表示信號主瓣能量。

11、在一示例中，所述廣義積分旁瓣比的計算表達式為：

12、；

13、其中，和表示長度為的0和1組成的列向量，分別用于選擇完整回波信號中旁瓣部分和主瓣部分；表示哈達瑪乘積；表示目標信號濾波結(jié)果；為p范數(shù)求解。

14、在一示例中，所述信噪比損失的計算表達式為：

15、；

16、其中，表示共軛轉(zhuǎn)置；表示非匹配濾波器；表示完整回波信號；信噪比損失的計算表達式中，分子部分表示濾波后信號能量，分母部分表示濾波前信號能量。

17、在一示例中，所述構(gòu)建非匹配濾波器優(yōu)化模型步驟前，還包括：

18、根據(jù)間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的采樣函數(shù)，計算信號干擾分量和信號未干擾分量補零后的離散形式表示；

19、根據(jù)信號干擾分量和信號未干擾分量補零后的離散形式表示，獲取完整回波信號和干擾信號濾波結(jié)果；

20、計算無干擾情況下非匹配濾波器輸出結(jié)果的峰值旁瓣比、以及干擾信號濾波結(jié)果的峰值旁瓣比；

21、根據(jù)非匹配濾波器輸出結(jié)果的峰值旁瓣比、干擾信號濾波結(jié)果的峰值旁瓣比建立抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的最優(yōu)相位編碼發(fā)射波形優(yōu)化目標函數(shù)；

22、通過梯度迭代法求解最優(yōu)相位編碼發(fā)射波形優(yōu)化目標函數(shù)，輸出最優(yōu)相位編碼發(fā)射波形。

23、在一示例中，所述信號干擾分量和信號未干擾分量補零后的離散形式表示為：

24、；

25、；

26、其中，和分別表示信號未干擾分量和信號干擾分量；為采樣函數(shù)的離散數(shù)學形式，是由0和1構(gòu)成的長度為的列向量，其中1表示采樣，0表示未采樣；表示哈達瑪乘積；表示虛數(shù)單位；發(fā)射信號，表示第個采樣點的相位，信號存在個采樣點；表示轉(zhuǎn)置；表示長度為的單位賦值矩陣。

27、在一示例中，完整回波信號和干擾信號濾波結(jié)果為：

28、；

29、；

30、其中，表示傅里葉逆變換矩陣；表示長度為的傅里葉變換矩陣；表示哈達瑪乘積；*表示共軛；和分別表示信號未干擾分量和信號干擾分量。

31、在一示例中，非匹配濾波器輸出結(jié)果的峰值旁瓣比、干擾信號濾波結(jié)果的峰值旁瓣比為：

32、；

33、；

34、其中，和表示長度為的0和1組成的列向量，分別用于選擇完整回波信號中旁瓣部分和主瓣部分；為長度為的0和1組成的列向量，用于選擇完整回波信號中干擾能量部分；表示干擾信號濾波結(jié)果；為離散p范式，當p趨近無窮時時，趨近于向量的最大值；為無調(diào)制干擾的輸出，其結(jié)果不隨采樣函數(shù)的變化而變化。

35、在一示例中，所述抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的最優(yōu)相位編碼發(fā)射波形優(yōu)化目標函數(shù)為：

36、；

37、其中，代表優(yōu)化權(quán)重；表示非匹配濾波器輸出結(jié)果的峰值旁瓣比；表示干擾信號濾波結(jié)果的峰值旁瓣比。

38、需要進一步說明的是，上述各示例對應(yīng)的技術(shù)特征可以相互組合或替換構(gòu)成新的技術(shù)方案。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少帶來如下有益效果：

40、（1）在一示例中，非匹配濾波器對抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)抑制模型（非匹配濾波器優(yōu)化模型）將信噪比損失作為直接約束條件，更直接展示了非匹配濾波器輸出結(jié)果，相較于其他方法，將多個約束項融入到模型中，減少了約束條件，單個約束條件更容易達到最優(yōu)結(jié)果，優(yōu)化效果更佳；同時，在考慮發(fā)射波形通過非匹配濾波器后的輸出結(jié)果時，不再以單一的峰值旁瓣比為設(shè)計指標，引入廣義綜合旁瓣評價指標，對波形探測性能的優(yōu)化效果更佳。

41、（2）在一示例中，在雷達發(fā)射信號前，僅根據(jù)干擾采樣函數(shù)，設(shè)計適用于抑制間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的最優(yōu)相位編碼發(fā)射波形，能夠在不采用非匹配濾波器的情況下，單獨優(yōu)化設(shè)計發(fā)射波形。

42、（3）在一示例中，在接收到帶有干擾的回波后，根據(jù)間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾采樣函數(shù)與發(fā)射前設(shè)計的編碼信號，構(gòu)建了基于快速傅里葉變換的非匹配濾波器對抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)抑制模型，能夠獨立優(yōu)化設(shè)計發(fā)射信號和非匹配濾波器，即無需在已知非匹配濾波器的前提下設(shè)計干擾信號，也無需在已知干擾信號的前提下設(shè)計非匹配濾波器信號，便于實際應(yīng)用。同時，相較于基于卷積計算的模型，本技術(shù)基于快速傅里葉變換的非匹配濾波器對抗間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)抑制模型計算效率更快。