基于波束聚焦的外辐射源雷达干扰抑制技术研究

在利用非合作照射源的外辐射源雷达系统中,直达波及其形成的多径杂波干扰对雷达系统性能有非常严重的影响。通常采用的时域自适应滤波方法是:根据一定最优准则利用参考信号构建多径信道模型,对回波信号中的干扰进行对消。然而,当天线扫描监视区域时,在积累时间内干扰信道发生变化,导致自适应对消器输出不再收敛,降低了干扰抑制能力。本文提出通过对各阵元信号加权补偿,使波束形成等效于聚焦的效果,在积累时间内维持信道特性,改善自适应对消器在雷达扫描状态下的性能。仿真和外场采集数据试验表明,该方法提升了外辐射源雷达时域自适应对消器在天线转动状态下的干扰抑制能力。     

基于子空间投影的多径干扰抑制方法

在无源雷达中,目标回波会受到强直达波、强多径的干扰,因此很难对其进行有效检测。为了解决这一问题,提出了一种基于子空间投影的干扰抑制方法,通过将接收信号投影到多径干扰的正交补子空间内,以消除强直达波和强多径干扰。仿真结果表明,该方法可以有效抑制强直达波、强多径干扰,检测出目标。     

参数化时频分析在连续波有源探测中的应用

针对双曲调频信号在连续波有源探测中的目标回波检测和直达波干扰抑制问题,提出了基于参数化时频分析的连续波信号处理算法。首先,通过分析双曲调频连续波的信号时频特性,结合参数化时频分析思想,提出了适于有源探测的频域参数化时频变换和针对双曲调频信号的核函数设计。然后,为抑制接收信号中的直达波干扰,采用参数化旋转时频变换处理接收信号,并进行时频域滤波以分离信号分量,再利用反变换重构回波信号。数值仿真和海上实验结果表明,所提算法不仅能准确估计信号时频特征、有效获取双曲调频连续波信号的时频增益、提升检测性能,还可以有效抑制直达波干扰。     

线阵双基地声纳波束零点形成MUSIC算法

以线阵为双基地声纳接收基地阵列流形,提出了一种基于多信号分类(MUSIC)技术的波束零点形成算法。算法可在屏蔽发射基地强直达波干扰基础上,有效地接收目标回波信号。讨论了干扰强度与干扰波达方向对算法性能的影响。提出了改进的MUSIC波束零点形成算法。在干扰波达方向小幅偏离时,接收基地亦可获得理想的干扰抑制效果。     

基于波前编码的弹载相控阵探测器凝视高分辨成像

为实现前视高分辨成像,新型精确制导弹药需对其搭载的相控探测器成像算法进行研究。提出一种基于波前编码的凝视高分辨成像算法,结合自适应单脉冲响应曲线（MRC）实现前视高分辨探测。利用波前编码形成探测波束非平面波前,以增加瞬时回波信号中所携带目标区域强散射点的有效信息;同时自适应MRC技术为载弹提供方位向的高分辨测角能力,直接利用回波信号动态优化MRC使测角剖面聚焦,并对影响成像精度的因素进行了分析。仿真实验和外场试验结果表明：非平面波前成像误差最大值为2.4 m左右,实际回波信号进行成像处理时方位向与距离向的误差均小于2.5 m,满足载弹实际需求。     

基于数字调幅广播外辐射源雷达的弱目标检测

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,因此要实现对弱目标的检测就必须尽可能地抑制直达波、多径杂波和提高目标的信噪比和信杂比。针对这一问题,在建立新体制雷达空域、时域、频域信号模型的基础上,提出一种空域与时域联合自适应处理技术。通过空域自适应波束形成对强多径方位形成零陷,针对弱多径采用基于横向滤波器的算法从时域上消除。以数字调幅广播外辐射源雷达为例,结合仿真和实测数据对空域与时域联合自适应处理技术进行分析,能够更加有效地检测出弱目标。研究结果表明：该技术能克服空域自适应波束形成方法自由度不足或杂波噪声比低导致的杂波零陷深度不够等缺点,并且能提高目标的信噪比和信杂比。     

基于MTD的LFM雷达对抗DRFM干扰方法

针对数字射频存储器(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)干扰作用下,线性调频脉压雷达无法稳定检测与跟踪目标的问题,提出了一种基于动目标检测的DRFM干扰对抗算法。该算法利用动目标检测处理分别将目标和干扰回波的能量进行相参积累这一特性,根据恒虚警检测后峰值分选出两种回波信号,通过逆动目标检测和逆脉冲压缩处理恢复时域信号,最后使用相位统计次数方差鉴别目标和干扰。仿真结果表明,在低信噪比条件下,该方法能够有效地对抗DRFM干扰。     

基于矩阵重构的多径接收鲁棒波束形成算法

针对存在失配误差时多径信号接收中的信号相消问题,提出了一种新的多径接收鲁棒波束形成算法。算法对信号来波方向进行预估,进行区间划分,基于干扰加噪声协方差矩阵重构,去除了接收数据中的期望信号及其多径相干信号分量,得出了波束形成最优权矢量的显式解;仿真实验表明：当存在失配误差时,算法不仅能够有效地接收多径相干信号,而且可以抑制干扰和噪声,在输入信噪比较高的情况下依然保持较好的性能,得到较高的输出信干噪比;算法在期望信号和多径信号数量较少且分布相对连续的情况下,能有效解决多径信号接收问题,提高了波束形成算法对模型失配误差的鲁棒性。     

GSM辐射源雷达直达波信号提取技术

GSM辐射源雷达中,天线接收信号存在着主基站的直达波、多径信号和其他同频基站的干扰信号,而利用普通波束形成方法获得的主基站直达波信号可能还会受到其他信号的污染,针对这些问题,提出利用子空间方法精确估计主基站直达波信号的来波方向,然后利用一种基于阻塞信号的自适应波束形成方法获得主基站直达波信号。通过仿真数据验证了文中所提方法的有效性,并利用实测数据进行了对比分析。研究结果表明,文中所提方法优于传统的线性约束最小方差自适应波束形成方法,更适合用于工程实践。     

基于时频分析的伪码调相引信自适应干扰对消器设计

时频分析是识别宽带扩频信号中窄带干扰的有效方法。采用扩展离散Wigner-Ville分布( EDTWD)的时频分析方法提取和重构伪码调相引信回波信号中的窄带干扰,然后通过自适应干扰对消将干扰消除。该方法不需要干扰信号的先验知识,滤除干扰的同时使目标回波信号失真很小,也适用于存在多个干扰源的情况。介绍其算法原理和设计过程,并给出仿真结果。     

基于最小均方误差的两步信号幅度估计算法

针对单通道数字混合信号幅度估计精度不足的问题,提出一种基于最小均方误差的两步幅度估计方法。该方法采用高次方法或最大最小(MAX-MIN)法进行幅度的粗估计,然后利用接收序列累积量的最小均方(LMS)误差准则,通过自适应迭代更新参数,提高信号的幅度估计精度。仿真实验表明,算法经过50次迭代后,幅度估计误差减少一半以上,参数估计精度提升明显,算法收敛速度快,应用范围广,做到了性能和复杂度的较好折中,具有实用价值。     

基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法

传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法往往采用对同频干扰进行对消或抑制的策略,其优点是适用范围广,能应用在多种机会外辐射源雷达中,但是鲜有结合LTE信号本身特征进行同频干扰抑制的研究。针对于上述情况,提出一种基于信源分离和LTE信号特征相结合的同频干扰抑制方法。采用m-Capon算法对未知信源数量的入射信号进行波达角估计,获得接收信号的混合矩阵,通过最小二乘法分离信号。将分离的源信号进行并行互模糊处理,利用LTE主基站信号、同频信号以及目标信号在距离-多普勒域上的特征差异进行判决,识别目标信号。仿真结果表明：所提算法相对于传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法具有更优的抑制效果,并且避免了传统的杂波对消过程;同时因采用并行处理,减少了多次计算互模糊相关导致的额外时间开销。     

鱼雷电磁引信的水中目标高精度实时识别方法

鱼雷武器系统的主动电磁引信回波信号中蕴含着雷目交会过程重要特征信息。针对回波信号能量比较法受到直达场耦合成分和噪声影响的问题,提出了基于数字信号处理技术的目标特征提取算法。对接收天线的回波信号进行全相位二次补偿处理;采用短时傅里叶变换对目标回波信号进行包络解调;再利用改进的三次多项式最小二乘拟合方法,以抑制数据波动影响并提高计算效率;提出一种基于钟型脉冲的参数识别算法对回波包络极大值点进行估计。仿真和试验数据验证表明所提出方法具有一定的工程实用性。     

基于IVSSTLMS算法的数字域共址无线收发设备互扰对消

针对同平台无线收发设备工作于相邻频段产生相互干扰,而已有数字域互扰对消方法计算复杂度高,存在收敛速度与互扰对消比相互制约的问题,提出了基于迭代变步长变换域最小均方算法(IVSSTLMS)的数字域共址无线收发设备互扰对消方法。该方法将迭代变步长与变换域LMS算法相结合,能够有效提高算法收敛速度和避免特征值扩散的不利影响,快速精确估计共址无线收发设备的互扰信道参数,从而获得高的互扰对消比(MICR)。仿真验证结果表明,该方法具有快的收敛速度,同时互扰对消比高于现有变步长LMS算法和递推最小二乘(RLS)算法。     

基于径向基函数网络的引信泄露信号对消器设计

阐述了自适应干扰对消的基本原理，并基于自适应投影原理，提出了构造和训练RBF网络的自适应投影算法。并在此基础上设计了一种基于RBF网络的引信泄露信号对消器。实验仿真证明该自适应对消器是行之有效的。     

基于自适应MMSE-LSA与NMF的语音增强算法

针对目前已有的语音增强算法在低信噪比的非平稳噪声环境下存在语音增强性能欠佳、计算复杂度高、语音失真与音乐噪声的问题,提出基于自适应对数谱幅度的最小均方误差(MMSE-LSA)与非负矩阵分解(NMF)的语音增强算法。首先利用自适应MMSE-LSA估计器对含噪语音信号进行增强,以提高输入信号的信噪比,接着对增强后产生的语音失真和残留噪声利用NMF算法进行补偿,既保证语音质量,又尽可能地消除噪声干扰。仿真实验结果表明,语音增强算法与经典的谱减算法、维纳滤波算法相比,不仅提高了输出信噪比,而且降低了音乐噪声,在可懂度和清晰度方面均具有较明显的优势。     

基于自适应模糊神经网络抗箔条干扰技术的研究

为了提高舰载雷达抗箔条干扰的性能,提出了一种基于自适应模糊神经网络的抗箔条干扰方法。利用自适应模糊神经网络的非线性映射和学习能力,在舰载雷达目标回波信号受到箔条回波的强干扰下,对雷达目标进行识别,从而得到目标信号。仿真结果表明,该方法能有效地抑制箔条回波信号,且效果较好。     

一种有效的GPS多径抑制技术

多径误差是GPS定位主要误差源之一。目前采用自适应天线阵抑制多径信号多针对单信源且假定直达信号和多径信号方位已知。文中将相干环境下方位估计和多波束形成抗干扰相结合,在基于相干解耦最大似然方法(CDEML)对GPS各工作卫星直达信号和多径信号方位估计的基础上,对GPS各工作卫星采用多约束最小方差波束形成器(MCMVB)技术,使各方向图在直达信号方向获得大增益的同时有效抑制多径信号。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于约束独立分量分析的雷达抗主瓣干扰方法

针对雷达受到主瓣压制干扰时,无法有效对目标回波信号进行检测的问题,提出了基于约束独立分量分析(ICA)算法的雷达抗主瓣干扰方法。该方法首先根据雷达发射信号已知的特点,构建了以发射信号为参考信号的接近性量度函数,进而建立了基于约束ICA算法的雷达抗主瓣干扰模型,在此基础上提出了更贴近现实的含噪约束ICA算法,最后提取目标回波信号进行匹配滤波实现峰值检测,达到抗干扰效果。理论分析和仿真实验表明,本算法在强噪声干扰背景下能够有效提取目标回波信号达到抗主瓣干扰的效果,且算法复杂度较低,分离效率优势明显。     

基于包络补偿的高速多目标检测算法

针对高速微弱目标检测,传统包络移动补偿算法存在频谱泄漏,不利于在多目标环境下弱信号的检出。文中在分析高速目标回波包络走动及非整数采样误差对频谱泄漏影响的基础上,提出了一种改进的包络移动算法,利用采样误差补偿因子对发射信号进行相位补偿,然后利用频谱泄漏补偿速度周期对搜索速度进行分组,并完成包络移位对齐。仿真分析表明该方法克服了频谱泄漏,适合对多目标进行检测。