一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113341393A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110649552.5(22)申请日2021.06.10(71)申请人西安空间无线电技术研究所地址710100陕西省西安市长安区航天基地东长安街504号(72)发明人温媛媛李立白琳柏潇尚社宋大伟孙文锋(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人范晓毅(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法(57)摘要本发明公开了一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，首先通过单回波通道天线接收非合作信号源的混合信号，混合信号包括直达波信号、多径干扰及微弱目标回波信号；之后利用主成分分析(PCA)方法将强直达波信号从回波通道接收信号中抽取出来作为参考信号；再计算出参考信号的n阶循环频率，以此作为先验信息再估计出多径及目标回波信号的n阶循环频率；最后将直达波、多径及目标回波信号n阶循环频率的不同性作为先验信息采用盲信号提取方法将回波信号从混合信号中提取出来，进一步与参考信号匹配滤波检测目标。本发明不需要接收直达波的通道，单通道接收简化接收机结构，节约硬件成本，而且由于不再需要杂波相消，运算量相对较小。CN113341393ACN113341393A权利要求书1/2页1.一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过单回波通道天线接收来自非合作信号源的混合信号，混合信号包括：直达波信号、多径干扰信号及目标回波信号；2)将直达波信号从混合信号中抽取出来作为参考信号；3)根据单回波通道接收到的混合信号x(t)的n阶循环累积量确定目标回波信号的n阶循环频率β′；n为大于或等于3的正整数；4)根据步骤3)所述目标回波信号的n阶循环频率β′，将目标回波信号从混合信号中提取出来，获得目标回波信号的估计值y(t)；5)将步骤4)获得的目标回波信号的估计值y(t)与步骤2)获得的参考信号进行匹配滤波处理，获得目标回波信号的时延及多普勒信息。2.根据权利要求1所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，步骤3)所述单回波通道接收到的混合信号x(t)，具体如下：其中，外辐射源信号为s(t)，A0为直达波信号的幅度，A1为目标回波信号的幅度，A1＝ξA0，ξ为目标回波的能量散射系数，τtr为目标回波的时延，fdr为目标回波的多普勒频率，bi为第i个多径杂波信号的幅度，τi为第i个多径杂波的时延，fi为第i个多径杂波的多普勒频率，P为多径杂波个数，n(t)表示通道噪声。3.根据权利要求2所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，0<ξ<1。4.根据权利要求3所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，步骤4)获得目标回波信号的估计值y(t)，具体包括步骤如下：41)对单回波通道接收到的混合信号x(t)进行中心化和白化处理，使x(t)的均值为0且x(t)中的信号分量互不相关；42)根据天线接收到的多路信号，确定一个正交矩阵W作为初始的解混矩阵；43)根据盲信号不动点算法，更新解混矩阵W并进行归一化处理，获得解混矩阵的归一化结果W′；44)根据混合信号x(t)和步骤43)获得的解混矩阵的归一化结果W′，确定目标回波信号的估计值y(t)；45)计算获得目标回波信号的估计值y(t)在β′上的n阶循环累积量46)根据目标回波信号的估计值y(t)在β′上的n阶循环累积量和混合信号x(t)在β′上的n阶循环累积量判定是否满足阈值条件，若满足阈值条件则判定解混矩阵的归一化结果W′收敛，并进入步骤47)；反之，则返回步骤43)；直至获得收敛的解混矩阵的归一化结果W′，然后再进入步骤47)；47)获得目标回波信号的估计值y(t)，所述目标回波信号的估计值y(t)与判定为收敛的解混矩阵的归一化结果对应。2CN113341393A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，目标回波信号的估计值y(t)，具体为：y(t)＝W′·x(t)。6.根据权利要求4所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，步骤46)所述阈值条件具体为：其中，ε的取值范围为0<ε<1。7.根据权利要求6所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，步骤2)所述将直达波信号从混合信号中抽取出来作为参考信号的方法，具体采用主成分分析PCA方法。8.根据权利要求7所述的一种无直达波通道外辐射源雷达微弱目标检测方法，其特征在于，步骤4)所述将目标回波信号从混合信号中提