基于動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的lfm脈沖雷達(dá)抗drfm干擾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的線性調(diào)頻 化inear Frequenc^y Modulation,LFM)脈沖雷達(dá)抗數(shù)字射頻存儲(chǔ)器（Digital Radio Rrequency Memory，DRFM)干擾方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 相干干擾要求干擾信號(hào)是雷達(dá)波形的精確模擬，目前主要采用DRFM來實(shí)現(xiàn)?；?DRFM的干擾系統(tǒng)截獲到LFM脈沖雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，經(jīng)下變頻后進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，在適當(dāng)時(shí)機(jī)讀 出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)再上變頻為射頻信號(hào)。在一定條件下，DRFM重構(gòu)的干擾信號(hào)是雷 達(dá)信號(hào)的精確復(fù)制，因此可產(chǎn)生有效的欺騙干擾。
[0003] 由于DRFM干擾信號(hào)是由對(duì)雷達(dá)福射信號(hào)的截獲、采樣、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)而來的，能夠精 確復(fù)制脈內(nèi)細(xì)微特征，并與雷達(dá)回波信號(hào)具有高度相關(guān)性，因而能夠獲得雷達(dá)處理增益，有 效地利用干擾發(fā)射功率。DRFM干擾信號(hào)可在時(shí)域、頻域上與目標(biāo)回波信號(hào)重疊。干擾機(jī)在發(fā) 射干擾信號(hào)時(shí)，可W對(duì)干擾信號(hào)附加時(shí)延、頻率、相位或幅度調(diào)制，同時(shí)干擾平臺(tái)與雷達(dá)間 相對(duì)位置和速度的改變都可能使干擾信號(hào)參數(shù)發(fā)生變化，從而使得干擾信號(hào)處于動(dòng)態(tài)變化 過程中。
[0004] DRFM干擾信號(hào)與雷達(dá)信號(hào)具有強(qiáng)相干性且主要是由主瓣進(jìn)入雷達(dá)，因而W常規(guī)的 天線或體制抗干擾措施難W對(duì)抗該種干擾形式。
[0005] 目前，國內(nèi)外有不少專家學(xué)者都在從事雷達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾抑制技術(shù)的研究工作。脈 沖分集技術(shù)可W抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，然而運(yùn)種方法對(duì)發(fā)射波形有很高的要求，雷達(dá)體系結(jié)構(gòu)要 求較高，代價(jià)較大。吳億鋒等人提出了一種基于最大似然估計(jì)的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾環(huán)境中運(yùn)動(dòng)目 標(biāo)的檢測(cè)算法，但該方法僅對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的波達(dá)方向存在一定偏差時(shí)有效。盧 云龍等人提出了基于干擾信號(hào)諧波分量調(diào)頻率匹配的檢測(cè)方法，該方法建立了諧波分量調(diào) 頻率參數(shù)庫，利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換檢測(cè)雷達(dá)回波中LFM信號(hào)分量并估計(jì)其調(diào)頻率，通過與 參數(shù)庫進(jìn)行匹配分析，實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的檢測(cè)，但該方法僅在信噪比大于5地時(shí)，干擾正確檢 測(cè)概率才能達(dá)到90%。盧剛等人通過自適應(yīng)濾波從時(shí)一頻解禪后的信號(hào)中估計(jì)出干擾信號(hào) 并對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行對(duì)消，該方法僅能對(duì)抗單一的距離轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，對(duì)速度轉(zhuǎn)發(fā)式干擾或距 離-速度轉(zhuǎn)發(fā)式干擾則效果不佳。
[0006] 由上可知，已有的方法對(duì)干擾抑制性能有限，且大多算法的實(shí)現(xiàn)對(duì)信噪比要求較 局，雙f目噪比影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（Moving Target Detection,MTD)的 LFM脈沖雷達(dá)抗DRFM干擾的方法。
[000引實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案具體為:一種基于動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的LFM脈沖雷達(dá)抗 DRFM干擾方法，包括W下步驟：
[0009] 步驟I、對(duì)LFM雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮和MlD處理，之后對(duì)MTD處理的結(jié)果XMTD進(jìn) 行峰值捜索，找出兩個(gè)峰值的位置，分別記為maxi和max2;
[0010] 步驟2、W第一峰值maxi為中屯、，對(duì)MTD處理的結(jié)果加二維凱撒窗，僅保留第一峰值 maxi，壓低第二峰值max2，得到處理結(jié)果XMTDi;
[0011] 步驟3、對(duì)處理結(jié)果XMTDl進(jìn)行逆MTD處理得到恢復(fù)的脈沖壓縮結(jié)果XMF1，再進(jìn)行逆脈 沖壓縮處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)具體為：
[001。步驟3-1、對(duì)處理結(jié)果XMTDi進(jìn)行逆MTD處理，具體為：
[OOU] 對(duì)XMTDl進(jìn)行縱向逆FFT運(yùn)算，得到恢復(fù)的一個(gè)CPI內(nèi)每個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果XMFl
[0014] XMFl = Ifft(XMTDl)
[0015] = 1，2，…，N對(duì)應(yīng)第k個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果，則將其表示為：
[0017] 其中N為一個(gè)CPI內(nèi)PRI的個(gè)數(shù)；
[001引步驟3-2、對(duì)上一步得到的而郵進(jìn)行逆脈沖壓縮處理，即將和匹配濾波器進(jìn) 行逆卷積，具體為：
[0020] 其中，XMFi(f)表示恢復(fù)的脈沖壓縮的結(jié)果XMFi的頻域表示，義嗎.(y)，k=l，2,…，N 表示第k個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果的頻域表示，Hm(f)表示匹配濾波器的頻率響應(yīng)；
[0021] 步驟3-3、對(duì)步驟3-2的結(jié)果進(jìn)行逆FFT處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)：
[002。義;(")=漸'(乂^/'；))。
[0023] 步驟4、W第二峰值max2為中屯、，對(duì)MTD的結(jié)果加二維凱撒窗，僅保留峰值max2,壓低 第一峰值maxi，得到處理結(jié)果XMTD2，之后對(duì)處理結(jié)果XMTD2進(jìn)行逆MTD處理得到恢復(fù)的脈沖壓 縮結(jié)果XMF2，再進(jìn)行逆脈沖壓縮處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)；:（.1/);
[0024] 步驟5、對(duì)目標(biāo)和干擾進(jìn)行鑒別，確定目標(biāo)對(duì)應(yīng)的峰值和干擾對(duì)應(yīng)的峰值。具體為：
[0025] 步驟5-1、分別計(jì)算時(shí)域信號(hào)和時(shí)域信號(hào)在每個(gè)PRI期間的回波脈寬內(nèi) 相位統(tǒng)計(jì)次數(shù)方差，具體為：
[0026] 將[-3T，JT]分割成P個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間表示為
[0027] 0 j = [ 2 j-P-2，2 j-P>/P，j = 1，2，…，P，設(shè)Ni( 0 )和N2 ( 0 )分別為兩個(gè)信號(hào)在子區(qū) 間0上相位的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，L為每個(gè)PRI脈寬內(nèi)信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，則 fi(n)和去2 (")相位統(tǒng)計(jì)次 數(shù)方差分別表示為
[0030]步驟5-2、將1個(gè)CPI內(nèi)每個(gè)PRI的方差累加得到方差和，之后比較馬(M)和起(")的 相位方差和，方差和小的是目標(biāo)回波信號(hào)，方差和大的是DRFM干擾回波信號(hào)，所用公式為：
為干擾，.皂(/?)為Hl小 為口標(biāo)，馬（")為干擾
[00創(chuàng)其中。11，。21分別表示兩的和.M")第i個(gè)PRI的相位統(tǒng)計(jì)次數(shù)方差，N為PRI的個(gè) 數(shù)。
[0033] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：（1)本發(fā)明的方法利用MTD處理后的結(jié)果 進(jìn)行處理，在較低的信噪比下，也能分離出干擾和目標(biāo)；（2)本發(fā)明的方法在DRFM干擾相位 量化位數(shù)小于等于3,干信比為10地，信噪比大于-15地時(shí)，對(duì)干擾和目標(biāo)正確鑒別的概率接 近100% ; (3)本發(fā)明的方法能有效地對(duì)抗距離一速度同步干擾。
[0034] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明基于MTD的LFM脈沖雷達(dá)抗DRFM干擾流程示意圖。
[0036] 圖2是LFM脈沖雷達(dá)1個(gè)PRI內(nèi)回波信號(hào)，其中圖（a)是只含有目標(biāo)的1個(gè)PRI內(nèi)回波 信號(hào)，圖(b)是含有目標(biāo)和DRFM干擾的1個(gè)PRI內(nèi)的回波信號(hào)。
[0037] 圖3是對(duì)含有目標(biāo)和DRFM干擾的LFM脈沖雷達(dá)回波信號(hào)做脈沖壓縮和MTD處理后的 結(jié)果。
[003引圖4是隊(duì)Iiaxi為中屯、產(chǎn)生的二維凱撒窗。
[0039] 圖5是Wmaxi為中屯、，對(duì)MlD的結(jié)果加二維凱撒窗的處理結(jié)果XMTDi。
[0040] 圖6是對(duì)XMTDi進(jìn)行逆MlD處理后的1個(gè)PRI內(nèi)的結(jié)果。
[0041] 圖7是通過逆MTD和逆脈沖壓縮恢復(fù)的時(shí)域結(jié)果-個(gè)PRI內(nèi)的波形圖。
[0042] 圖8是通過逆MTD和逆脈沖壓縮恢復(fù)的時(shí)域結(jié)果個(gè)PRI內(nèi)的波形圖。
[0043] 圖9是恢復(fù)的時(shí)域結(jié)果的相位統(tǒng)計(jì)直方圖，其中圖(a)是單(々)的相位統(tǒng)計(jì)直方圖， 圖（b)是片（W)的相位統(tǒng)計(jì)直方圖。
[0044] 圖10是干信比為IOdB,信噪比從-20dB到20地，干擾相位量化位數(shù)由1到4的變化 下，正確判別目標(biāo)的概率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種基于動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的LFM脈沖雷達(dá)抗DRFM干擾方法，包括W 下步驟：
[0046] 步驟1、對(duì)LFM雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮和MlD處理，之后對(duì)MTD處理的結(jié)果XMTD進(jìn) 行峰值捜索，找出兩個(gè)峰值的位置，分別記為maxi和max2;
[0047] 步驟2、W第一峰值maxi為中屯、，對(duì)MTD處理的結(jié)果加二維凱撒窗，僅保留第一峰值 maxi，壓低第二峰值max2，得到處理結(jié)果XMTDi;
[004引步驟3、對(duì)處理結(jié)果XMTDl進(jìn)行逆MTD處理得到恢復(fù)的脈沖壓縮結(jié)果XMF1，再進(jìn)行逆脈 沖壓縮處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào).t, ;
[0049] 對(duì)處理結(jié)果XMTDl進(jìn)行逆MTD處理得到恢復(fù)的脈沖壓縮結(jié)果XMFl，再進(jìn)行逆脈沖壓縮 處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)-ii (/〇具體為：
[0050] 步驟3-1、對(duì)處理結(jié)果XMTDi進(jìn)行逆MTD處理，所述MTD處理即利用快速傅里葉變換 (Fast Fourier TransformationJFT)構(gòu)成了一組在頻率軸上相鄰且部分重疊的窄帶濾波 器組，W完成對(duì)多普勒頻率不同的目標(biāo)信號(hào)的近似匹配濾波。進(jìn)行處理的具體步驟為：
[00川對(duì)XMTDl進(jìn)行縱向逆FFT運(yùn)算，得到恢復(fù)的一個(gè)CPI內(nèi)每個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果XMFl [0052] XMFl = ifft(xMTDl)
[0化3] = 1，2，…，N對(duì)應(yīng)第k個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果，則將其表示為：
[0化5] 其中N為一個(gè)CPI內(nèi)PRI的個(gè)數(shù)；
[0化6]步驟3-2、對(duì)上一步得到進(jìn)行逆脈沖壓縮處理，即將XMFit和匹配濾波器進(jìn) 行逆卷積，具體為：
[0057]匹配濾波器的作用過程如下，設(shè)輸入信號(hào)為r(t)，匹配濾波器的脈沖響應(yīng)為hm (t)，則信號(hào)通過匹配濾波器的輸出為 [005引.v(/) = r(0?/;"'(/)
[0化9] 時(shí)域卷積即頻域相乘，即
[0060] Y(f)=R(f) ? Hm(f)
[0061] 其中3(;〇、曲(;〇、￥(;〇分別是1'(1:)、11111(1:)、7(1:)的頻域表示。
[0062] 逆脈沖壓縮處理可W利用恢復(fù)的脈沖壓縮的結(jié)果XMF1，W及匹配濾波器的脈沖響 應(yīng)hm(t)，通過下式得到恢復(fù)的每個(gè)PRI回波信號(hào)頻域波形
[0064] 其中，XMFi(f)表示恢復(fù)的脈沖壓縮的結(jié)果XMFi的頻域表示，U')，k=l，2r-，N 表示第k個(gè)PRI的脈沖壓縮的結(jié)果的頻域表示，Hm(f)表示匹配濾波器的頻率響應(yīng)，N為PRI的 個(gè)數(shù)。
[0065] 步驟3-3、對(duì)步驟3-2的結(jié)果進(jìn)行逆FFT處理，得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)：
[0066] 兩(株)=#(乂,(/))'。
[0067] 步驟4、W第二峰值max2為中屯、，對(duì)MTD的結(jié)果加二維凱撒窗，僅保留峰值max2,壓低 第一峰值maxi，得到處理