基于BSS的OFDM-LFM-MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114460548A(43)申请公布日2022.05.10(21)申请号202210056903.6(22)申请日2022.01.18(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人朱圣棋高洁兰岚李西敏(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230专利代理师王萌(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称基于BSS的OFDM-LFM-MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法(57)摘要本发明提供了一种基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，构建了OFDM‑LFM‑MIMO雷达发射信号并以脉冲体制的形式将信号发射出去；获得远场目标接收到信号后产生具有脉冲重复周期性的回波信号并对其进行匹配滤波；采用矩阵联合对角化的盲源分离方法，对匹配滤波输出信号进行盲源分离处理，以抑制主瓣欺骗式干扰信号，获得真实目标信号。本发明在目标和干扰的距离、角度信息未知的情况下发射信号，取一个脉冲重复周期内的回波信号进行处理，由于在同一脉冲重复周期内的干扰信号和真实目标信号之间的距离较为接近，而盲源分离BSS方法可以利用时域距离上的差异进行分离，因此本发明可以抑制脉内快速转发主瓣欺骗式干扰，同时也适应于脉冲间信号。CN114460548ACN114460548A权利要求书1/3页1.一种基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，包括：步骤1：根据OFDM‑LFM‑MIMO雷达阵列的几何结构，构建OFDM‑LFM‑MIMO雷达发射信号；步骤2：以脉冲体制的形式将所述发射信号发射出去，获得远场目标接收发射信号后产生的具有脉冲重复周期性的回波信号；其中，每个脉冲重复周期内的回波信号包含主瓣欺骗式干扰信号以及真实目标反射的目标信号；步骤3：将任一脉冲重复周期内的回波信号作为观测信号进行匹配滤波，得到匹配滤波输出信号；步骤4：采用矩阵联合对角化的盲源分离方法，对匹配滤波输出信号进行盲源分离处理，以抑制主瓣欺骗式干扰信号，获得真实目标信号。2.根据权利要求1所述的基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，所述OFDM‑LFM‑MIMO雷达阵列的几何结构包括：M个发射阵列和N个接收阵列的阵元，第m个阵元发射信号的数学表达式可以表示为：第m个阵元发射信号的复包络可以表示为：其中，f0表示参考阵元上的载波频率，Δf表示各发射阵元间的频率增量，μ表示线性调频率，μ＝B/Tp，B表示单个线性调频信号的带宽，Tp表示发射信号的脉冲持续时间。3.根据权利要求2所述的基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，在窄带情况下，到达远场目标的发射信号为：其中，τm＝(R0‑(m‑1)dsinθ0)/c表示第m个阵元发射信号到目标的传播时延，c代表光速，τ0＝2R0/c表示各发射阵元的公共双程时延，d为相邻阵元间隔，λ0＝c/f0表示波长。4.根据权利要求3所述的基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，第n个阵元接收到的由目标反射的回波信号为：2CN114460548A权利要求书2/3页其中，表示目标到第n个阵元接收信号的传播时延，β是复回波幅度。5.根据权利要求4所述的基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤31：对每个接收通道的观测信号与频率增量Δf相关项进行数字混频；步骤32：对每一个接收通道的观测信号分别通过M组匹配滤波进行处理；其中，目标信号匹配滤波的输出为：主瓣欺骗式干扰匹配滤波的输出为：所以观测信号的匹配滤波输出为：22其中，n为匹配滤波后的噪声矢量，满足n～N(0,σIMN)，IMN表示MN维单位矩阵，σ表示高斯白噪声的方差。6.根据权利要求5所述的基于BSS的OFDM‑LFM‑MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤41：对匹配滤波输出信号进行去均值处理，以使观测信号转化为零均值随机变量，获得去均值后的输出信号；步骤42：对所述去均值后的匹配滤波输出信号进行白化处理，以去除各个分离信号之间的相关性，获得白化后的输出信号；步骤43：对白化后的输出信号进行四阶累积量计算；步骤44：对输出信号的四阶累积量进行特征值分解，得到酉矩阵；步骤45：对酉矩阵进行矩阵联合对角化处理，获得分离真实目标信号与主瓣欺骗式干扰信号的分离矩阵；步骤46：使用所述分离矩阵对所述白化后的输出信号进行分离，以将所述真实目标信3CN114460548A权利要求书3/3页号与