基于FrFT的高频雷达信号极化状态估计方法

工作在短波波段(2~15 MHz)的高频地波雷达回波中存在密集的电台干扰,严重影响其探测性能。极化滤波是抑制高频雷达中短波电台干扰的有效方法,而正确估计信号和干扰的极化状态是提高极化滤波器性能的关键因素。提出一种基于分数阶傅立叶变换的极化状态估计方法,利用信号极化信息的分数域不变性,在分数域估计干扰的极化状态。仿真结果表明:该方法能准确估计出高频雷达系统中目标和干扰的极化状态,满足高频雷达极化信号处理的需要。     

斜投影极化滤波器

极化滤波是高频雷达等系统抗干扰的主要手段.在斜投影技术基础上,本文通过分别建立目标信号和干扰的极化子空间,提出一种斜投影极化滤波器.该滤波器在抑制干扰的同时不会对目标信号产生影响,是传统极化滤波器的推广和完善.文中给出了斜投影极化滤波算子的构造方法,分析了极化参数估计偏差对滤波器性能的影响,并对其抗干扰效果进行了仿真.仿真结果表明斜投影极化滤波器是一种有效的极化滤波技术.     

斜投影极化滤波的雷达导引头抗箔条干扰方法

反舰导弹跟踪阶段受到箔条质心干扰,当箔条云初形成,舰船目标与箔条干扰处于同一雷达分辨单元,不可分辨时,无法通过识别方法进行对抗,严重影响导弹的作战效能。本文研究了采用斜投影极化滤波技术抑制不可分辨的箔条质心干扰问题。首先建立了不可分辨情况下目标和干扰的极化雷达导引头回波信号模型,根据目标与干扰的回波幅度概率密度函数,推导得到质心干扰条件下单脉冲比幅测角体制的角度测量误差概率密度函数,并对角度测量误差统计特性进行了定量的分析;接下来在阐明斜投影基本原理的基础上,提出了基于斜投影极化滤波的抗箔条质心干扰方法;最后结合典型场景,通过计算机仿真对本文所提抗箔条质心干扰方法的有效性进行了验证,并对该抗干扰方法的性能进行了分析。      

高频地波雷达的三维极化滤波

本文提出了采用三维正交极化接收天线对高频地波雷达天波干扰进行极化滤波的方法,此法能在极化域和空域综合抑制二维正交极化滤波不能滤除的干扰.为了进一步提高抗干扰能力,文中给出了x,y分量最佳实数加权法,理论证明这种加权法可以减小极化损失、有效提高滤波器输出SINR、扩大极化域和空域内的干扰抑制范围.     

抑制雷达主波束内GSM干扰的极化滤波方法研究

针对雷达在实际中受到的GSM通信基站干扰问题,该文采用极化滤波抗干扰的方法,在现有自适应极化对消(APC)算法基础上提出了一种基于部分极化波最优接收的滤波算法,先估计GSM信号的部分极化Stokes矢量,后依据干扰功率最小原则计算最优接收极化。通过开展极化抗干扰外场试验,证明了极化滤波方法对于基站干扰抑制的有效性。与传统算法的比较说明了该方法在保证滤波效果的基础上,用于权值收敛的时间更短,性能更稳定。     

多基地极化雷达主瓣干扰抑制算法

现代战场电子对抗日益复杂,电磁干扰形式多样,当干扰从接收机主瓣进入会形成主瓣干扰。主瓣干扰严重影响雷达正常工作,传统空域、极化域、时频域等抗干扰算法都很难有效对其抑制。为有效抑制主瓣干扰,文章利用目标极化散射特性在不同角度存在差异的特点,提出基于多基雷达的空-极化协同滤波主瓣干扰抑制方法。方法首先采用主瓣保形技术在空域抑制副瓣干扰并压低空间噪声,然后将多基地雷达接收的数据进行时域对齐,计算包含主瓣干扰和回波信号的数据协方差矩阵,通过分解协方差矩阵在空-极化信号空间识别干扰,估计回波信号导向矢量,最后将目标回波与主瓣干扰通过多基地极化滤波,滤除主瓣干扰保留目标回波信号。通过仿真算法抑制噪声干扰与转发干扰,验证了所提算法能够有效对抗主瓣干扰,有效提高输出信干噪比。      

高频地波雷达多干扰的极化抑制

天波电台干扰是高频地波雷达所面临的主要干扰,虽然采用频率捷变技术可以躲避干扰,但是当短波电台十分密集时很难找到合适工作频段的,而且当存在与雷达回波同方向入射的干扰时,空间滤波技术也无能为力。利用极化技术可以较好地解决以下问题,但目前高频地波雷达中的极化滤波还只限于对单干扰的抑制,为了进一步拓宽雷达的工作频段,本文研究了多干扰的极化抑制问题,给出了一种在频域同时提取多干扰极化特征的方法,并根据这一方法构造了一种频域极化滤波器,使得频带互不重叠的多个干扰可以被有效滤除,而不受极化度的限制,从而克服了以往极化滤波器只能处理极化度较高的干扰的特点。理论和仿真实验证明了算法的有效性。     

高频雷达电台干扰抑制的稳健最小二乘方法

为对抗工作环境下的非平稳短波电台干扰,本文基于对偶极化的高频地波超视距雷达接收系统提出了新的稳健最小二乘抗干扰算法,改善高频雷达目标检测的性能.该方法基于凸空间最优化的思想,修正水平极化辅助天线接收数据,设定最大的环境误差范围,保证在最差误差环境下的最优干扰抑制性能.通过转换该凸最优的约束方程为简单的一维搜索,提出了最优加权系数的有效求解方法.实验数据处理结果表明了方法的有效性.     

高频地波雷达电离层杂波的空域极化域协同抑制方法

高频地波雷达（High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR）能够探测视距外的海上目标和超低空飞行器,但其性能通常被电离层杂波严重影响。该文使用一种空域极化域协同滤波算法用于电离层杂波抑制。针对其中电离层杂波空域和极化域参数的估计问题,在距离-多普勒域上利用基于压缩感知（Compressive Sensing,CS）的DOA测角方法进行空域参数估计,并提出一种基于统计特性的极化参数估计方法完成极化参数估计。这两种估计方法可获得更高的参数估计精度,从而提高了电离层杂波空域极化域抑制方法的性能。某HFSWR系统实测数据处理结果表明了参数估计和电离层杂波抑制方法的有效性。      

高频地波雷达电离层干扰抑制研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,电离层干扰严重影响了雷达的工作性能.阐述了电离层干扰的来源,分析了电离层干扰的时间和空间特性,指出其在雷达相干积累时间之内在空间上具有稳定性,结合高频地波雷达OSMAR系统的阵列结构,采用分段自适应旁瓣对消的处理方法来抑制电离层干扰.对实测数据处理的结果表明该方法能够有效地抑制电离层干扰,改善海洋回波一阶峰的信噪比,从而提高了雷达对海洋的探测性能.     

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.     

高频地波雷达不同干扰抑制方法性能比较

在拥挤的高频波段,高频地波雷达受短波电台的影响而不能正常地进行工作,空域波束形成和基于水平天线辅助旁瓣对消的干扰抑制方法被用来对消此类电台干扰.比较了基于不同辅助天线以及不同信号处理顺序情况下的干扰抑制性能,对实测数据处理结果表明,基于水平辅助天线的方法能够在保证目标信息不丢失的情况下抑制主瓣干扰,距离域旁瓣对消的方法表现出最佳的干扰抑制性能.     

高频雷达自适应波束形成抗干扰研究

高频波段上分布的大量短波信号降低了高频雷达的探测性能,需要采用自适应波束形成技术加以抑制。但是,在高频雷达的相干积累时间内,短波干扰经过电离层反射传播后通常会呈现明显的空时非平稳性。为了适应这种非平稳性,要求在相干积累时间内自适应权向量应是时变的,同时能保持杂波的相干性。提出了基于递归最小二乘(RLS)的高频雷达自适应波束形成方法。该方法兼顾了短波干扰抑制和杂波相干性保持,而且递归运行,收敛速度快,数值稳定性高。实测数据处理证明了该方法的有效性。     

基于斜投影算子的高频雷达窄波束形成方法

波束形成是高频雷达等系统分辨目标方位以及抗干扰的有效手段,常规的波束形成依赖增加阵列孔径实现更窄的波束.提出了一种不受阵列孔径限制的窄波束形成方法,该方法利用斜投影的零相移以及在干扰方向形成的深零陷,通过对宽波束方位内的干扰并行多次抑制,在波束指向周围形成零陷,合成输出窄波束.与传统波束形成相比,本方法具有波束宽度窄、旁瓣抑制比高的特点,尤其是小阵列孔径情况下仍可实现窄波束形成.经高频地波雷达距离-多普勒域实测数据的验证,表明该方法能够实现宽波束内目标的超分辨,并且剔除窄波束以外的电离层杂波,实现了常规波束内的杂波抑制和更为精细的方位分辨.     

基于对应分析的高频地波雷达干扰检测方法

针对高频地波雷达回波信号距离谱特征,采用对应分析法和聚类分析法实现干扰的自动检测.采用对应分析对信号进行时间域和距离域的特征分离,采用聚类分析对特征进行分类,自动识别射频干扰、电离层干扰、信号、噪声,确定干扰所在的时间和距离.利用该方法连续计算了三个月的雷达实测数据,获得了射频干扰和电离层干扰的变化特征.     

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.     

高频地波雷达距离混叠与距离模糊研究

针对地波雷达中远距离斜向返回散射电离层杂波的距离混叠问题,研究了不同接收机结构下线性调频中断连续波体制高频地波雷达的波形参数设计方法,给出了克服距离混叠和计算最大不模糊距离的公式以及波形参数选择的参考原则.理论计算和现场试验证明了远距离斜向返回散射电离层杂波是该体制雷达波形参数设计必须考虑的电波环境要素之一.     

基于特征分解的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达中的电离层杂波,利用特征分解法在阵元-脉冲域和脉冲-距离域对它进行联合处理,并对特征分解法在脉冲-距离域和阵元-脉冲域分别进行了如下改进:在脉冲-距离域采用循环重构数据协方差矩阵,而在阵元-脉冲域则按扫频周期分段正交分解.OSMAR2003系统的实测数据表明:这种处理方法对抑制电离层杂波是有效的.