高频雷达射频干扰抑制的自适应接收滤波设计

为抑制高频雷达中的射频干扰,本文提出了一种自适应滤波器设计方法。首先,基于海杂波和射频干扰的多普勒特性,设计了海杂波区域自适应检测算法,以有效地估计射频干扰特性。然后,对海杂波、噪声和射频干扰的功率谱进行分析,并采用连续均值剔除算法,以检测射频干扰是否存在及其频率范围。最后,引入基于相似度约束的接收滤波器算法,根据射频干扰频带自动计算约束参数,从而实现了接收滤波器的自适应设计,以稳健地抑制射频干扰。仿真结果表明,相比传统白化滤波器,本文所设计滤波器可以有效地抑制宽带和窄带射频干扰,提高雷达抗干扰能力。     

高频地波雷达稀疏频率波形优化设计

高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)面临多种无线通讯系统的同频窄带干扰,发射具有频域稀疏的优化波形能够有效抑制干扰,改善HFSWR的检测性能。针对最优干扰抑制稀疏频率波形旁瓣较高及传统波形优化设计算法收敛速度较慢的问题,该文提出一种基于旁瓣约束的稀疏频率波形快速优化设计方法。首先建立了联合优化功率谱密度(Power Spectrum Density, PSD)和积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level, ISL)的波形设计目标函数。随后提出了一种循环相位共轭梯度最优波形快速求解算法,该算法收敛速度快,运算量低。优化波形能够有效抑制同频窄带干扰,且旁瓣较低,有较强的战场环境适应能力。仿真结果表明了该方法的优越性。     

杂波环境下共享频谱恒模波形设计

针对射频频谱环境愈发拥挤问题,深入研究了通过波形设计的手段实现频谱共享的问题。为紧密贴近工程实践,提出了一种新的方法设计恒定幅度信号的问题。该算法首先针对雷达发射端,提出雷达波形满足特定的时域与频谱要求,施加约束,然后考虑雷达接收滤波器接收杂波,以优化最大信干噪比建立优化问题模型,得到了一个非凸的分式规划问题模型。最后,利用分步优化方法分解为两个优化问题,并且将非凸问题松弛为可解的凸问题再利用高斯随机化方法得到优化信号,多次循环优化。仿真结果验证了该算法的有效性,该方法设计得到的探测信号能够实现频谱共存,而且信干噪比性能能够得到保证。      

基于强散射点剔除的自适应窄带RFI抑制滤波器

在低频超宽带合成孔径雷达中,VHF/UHF频段密集的窄带射频干扰(RFI)严重影响了雷达性能。常规RFI抑制滤波器在干扰频点的陷波造成了宽带信号的能量损失,抬高了点目标的距离向旁瓣。该文提出一种可减小自适应滤波器旁瓣效应的方法:通过在距离压缩域剔除场景内的强散射点,减小输入信号中的宽带目标信号能量,提高自适应谱线增强器(ALE)对窄带干扰估计的精度,再从原始信号中减去干扰即得到目标回波信号。这种剔除强散射点的方法利用了匹配滤波后宽带信号与窄带干扰的时域特性差异,能有效降低自适应滤波器的旁瓣效应。该文选择归一化最小均方误差(NLMS)算法对剔除强散射点的自适应窄带RFI抑制滤波器进行了性能评估,与传统算法的对比试验表明该方法可在抑制RFI的同时有效减小强目标的距离向旁瓣。     

信号相关杂波背景中极化雷达发射波形优化

波形优化可有效抑制干扰,显著改善雷达探测性能。针对全极化雷达,考虑发射波形满足能量和相似性双重约束,以最大化信杂噪比为准则,对发射波形和接收滤波器进行联合优化。该文设计了一种波形和滤波器的迭代优化算法,该方法序贯提高输出信杂噪比。算法的每一次迭代需要分别解决一个凸问题和隐凸问题,整个算法的计算量与迭代次数和接收滤波器长度分别呈线性和多项式关系。最后,通过仿真实验分析了算法的收敛性、优化波形的模糊度函数方面的性质,与其他算法进行了对比,结果表明:与现有方法相比,该文方法可实现信杂噪比的有效提升。     

信号相关杂波背景中极化雷达发射波形优化

波形优化可有效抑制干扰,显著改善雷达探测性能.针对全极化雷达,考虑发射波形满足能量和相似性双重约束,以最大化信杂噪比为准则,对发射波形和接收滤波器进行联合优化.该文设计了一种波形和滤波器的迭代优化算法,该方法序贯提高输出信杂噪比.算法的每一次迭代需要分别解决一个凸问题和隐凸问题,整个算法的计算量与迭代次数和接收滤波器长度分别呈线性和多项式关系.最后,通过仿真实验分析了算法的收敛性、优化波形的模糊度函数方面的性质,与其他算法进行了对比,结果表明:与现有方法相比,该文方法可实现信杂噪比的有效提升.     

基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术,能够形成密集假目标干扰。该文针对抗间歇采样转发干扰问题,提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法。首先,以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数,综合考虑发射信号的幅度约束,建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型。然后,通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式,基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器。最后,通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力。     

基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术,能够形成密集假目标干扰.该文针对抗间歇采样转发干扰问题,提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法.首先,以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数,综合考虑发射信号的幅度约束,建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型.然后,通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式,基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器.最后,通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力.     

FMCW 车载雷达自适应干扰抑制方法

车载雷达间相互干扰可能会导致传感器灵敏度降低,某些情况下会产生虚警。针对这个问题,本文提出了一种基于粒子群优化和自适应对消的干扰抑制方法。该方法将发射端波形优化及接收端自适应滤波相结合,进一步提高雷达的干扰抑制能力。首先采用粒子群算法进行波形参数优化,在参数约束范围内最小化波形相似度,缓解虚警问题,然后基于正交接收机内干扰的正负频谱共轭相关而目标信息仅存在于频谱正半部分的特点,通过最小均方迭代得到最优滤波器,实现自适应干扰对消。仿真结果表明,该方法对多干扰有良好的抑制效果。      

基于FFT的有源欺骗干扰抑制

基于DRFM的干扰机转发的有源欺骗干扰由于具有目标回波相似的脉压增益和目标行为,严重影响了雷达获取真实目标信息的能力。针对该类干扰,根据雷达接收机匹配滤波器得到雷达回波脉压信号矩阵,对该脉压信号矩阵按行FFT得到雷达回波脉压信号频谱矩阵。基于该脉压信号频谱矩阵目标回波频点估计设置带通滤波器,并对脉压信号频谱矩阵滤波得到目标回波脉压信号频谱矩阵估计。对该目标回波脉压信号频谱矩阵按行IFFT得到目标回波脉压信号矩阵,从而得到了基于FFT的有源欺骗干扰抑制方法。仿真结果表明当雷达回波脉冲数为60时,在SwerlingI目标起伏下,该算法干扰抑制深度为20dB左右。在SwerlingII目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右。     

基于特征分解的SAR射频干扰抑制方法

合成孔径雷达容易受到射频干扰的影响,严重影响成像质量。本文针对合成孔径雷达面临的射频干扰问题,分析了射频干扰（RFI）的信号特性和信号模型,根据RFI信号功率高、频带窄的特点,提出了基于特征分解的干扰抑制方法。其基本思想是:通过对观测数据矩阵进行特征分解,根据特征值分布构造干扰子空间和信号子空间,利用二者的正交性抑制干扰信号。本文首先介绍了特征分解方法的基本原理,在此基础上,基于MDL准则判断主特征值的个数,提出了基于特征值分布的RFI检测方法,并进一步,利用特征向量构造相应的干扰子空间和信号子空间,给出了基于特征分解的RFI抑制方法。基于SAR实测数据的仿真实验表明该方法可以有效的抑制RFI,且尽可能的保留目标回波。      

基于TH神经网络的UWB-SAR抑制RFI方法

在超宽带合成孔径雷达(UWB-SAR)系统中,若将接收信号先通过一个自适应预测误差滤波器,然后再进行成像处理运算,能极大改善其抑制射频干扰(RFI)能力.本文提出了一种迅速、有效的抑制RFI方法,它利用谱峰判阶并结合Tank-Hopfield(TH)神经网络计算滤波器权系数,在保持足够的抑制RFI能力的同时,大大提高了运算效率.     

基于深度学习的高频雷达射频干扰自动识别与抑制

高频地波雷达的探测性能极易受到射频干扰的影响,当前射频干扰抑制的研究主要是通过人工识别来逐一处理,鲜见实时自动识别与抑制射频干扰的研究。随着深度学习在雷达图像处理方面应用的展开,本文尝试将其引入高频雷达射频干扰抑制中,利用YOLO (You Only Look Once)模型来识别雷达距离多普勒谱图中的射频干扰,继而用高阶奇异值分解(Higher Order Singular Value Decomposition, HOSVD)方法对其进行抑制。仿真和实测数据处理结果表明,此YOLO-HOSVD联合算法实现了对高频雷达射频干扰的自动识别与抑制,单场数据处理时间不超过1.8 s。该方法可以应用于高频地波雷达常规海态观测。     

单通道合成孔径雷达抗调频斜率失配干扰新方法

该文针对单通道合成孔径雷达(SAR)无法有效抑制调频斜率失配干扰的问题进行了深入的研究。根据干扰频谱与真实回波频谱的差异，该文提出了一种基于频域匹配滤波处理的合成孔径雷达调频斜率失配干扰抑制方法。该方法在准确测得干扰调频斜率的基础上，首先利用干扰信号的空间稀疏性以及低信干比(SIR)的特点，对干扰位置进行稀疏超分辨估计以获得较为精确的干扰时延相位。然后通过获得的干扰调频斜率和时延相位重建干扰信号频谱，以此为基础设计正交匹配滤波器在频域实施干扰信号的抑制，并重建无失真场景图像。最后，计算机仿真实验验证了该文所提方法的有效性。     

基于海杂波保持的高频地波雷达干扰抑制方法研究

为抑制高频地波雷达工作复杂电磁环境中的射频干扰,需要对接收信号进行波束形成自适应处理.时变的波束形成系数破坏了积累周期中海面动目标和海杂波的相关性,多普勒处理后Bragg峰扩散引起基底抬高.利用保持相邻处理单元间相同距离门的海杂波响应一致的思想,提出了一种新的干扰抑制方法.仿真和实测数据处理结果表明保持海杂波的RF干扰抑制方法可较大的改善高频地波雷达抑制射频干扰的性能.     

The RFI Suppression of Phase Controlled Systems with Nonlinear Filters

Phase controlled systems (PCS) built with nonlinear inductor filters for radio frequency interference (RFI) suppression give irregularites in the radio noise spectrum. These irregularities are important for the measurement of the RFI behavior of the PCS and the design of RFI filters. A theory is given that explains the most important observed effects. It is shown that the theory leads to a more practical definition of the RFI suppression activity of the nonlinear inductor.     

高频地波雷达射频干扰抑制新算法的研究

针对高频地波雷达易受到其他设备发射的高频信号干扰的问题, 通过分析射频干扰与有效目标信号在雷达回波中的表现形式及其在雷达距离多普勒谱图中出现区域的差异, 运用多重信号分类算法估计射频干扰的频率和方位角子空间, 利用子空间投影的方法分别在频率和方位角上分解射频干扰信号和有用目标回波信号, 之后从原信号中减去射频干扰分量, 从而实现射频干扰抑制的目的.仿真结果与实测数据的处理结果都表明:该算法可以有效抑制射频干扰.     

DRFM间歇采样转发式干扰辨识算法研究

基于数字射频存储器（DRFM: Digital Radio Frequency Memroy）的间歇采样转发式干扰与雷达发射信号相参,可以获得部分脉压增益,同时具有压制与欺骗两种干扰效果,对现代雷达极具威胁。干扰辨识是进行有效干扰抑制的前提。本文提出一种滑动截断匹配滤波（STMF: Sliding-Truncation Matched Filter）方法,通过对匹配滤波器的参考窗宽度和延时进行二维搜索,输出脉压后的二维幅度分布;然后,基于该幅度分布对干扰切片宽度和转发周期进行估计;并通过分析切片宽度与转发周期之间的关系,实现典型转发式干扰的辨识。仿真结果显示该方法在干噪比（INR: Interference to Noise Ratio）大于5dB时,正确辨识率不低于90%。      

高频雷达射频干扰自适应对消

针对高频雷达中存在的射频干扰空间结构非平稳特性,Fabrizio提出了一种干扰抑制方法.然而,该方法忽视了对目标信号相干积累的影响.本文分析了这种影响,在此基础上提出了一种新型的天线方向图综合算法,并进一步将其应用到射频干扰自适应对消中.仿真结果表明本文的方法较大地改善了高频雷达的工作性能.     

高频雷达在射频干扰下的目标探测研究

基于射频干扰一直是困扰高频雷达尤其是小口径阵列雷达的难题 ,分析了射频干扰的距离 多普勒谱和空间谱的形式 ,提出了一种结合射频干扰检测的运动目标检测方法。应用该方法在没有进行射频干扰抑制时仍能有效地检测出被干扰淹没的目标信号 ,大大提高了高频雷达在射频干扰下目标检测的适应能力