基于时频分析的干扰抑制方法.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CN113702921A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110944340.X(22)申请日2021.08.17(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人左磊杨甜李亚超李明禄晓飞高永婵全英汇篮正裕(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人侯琼王品华(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图5页(54)发明名称基于时频分析的干扰抑制方法(57)摘要本发明公开了一种基于时频分析的干扰抑制方法，主要解决在低干信比条件下，干扰类型未知或多种干扰组合产生的干扰抑制问题。方案包括：1)雷达接收机接收目标与多种干扰形成的混合回波信号；2)对混合回波信号进行解线调；3)对解线调之后的信号进行短时傅里叶变换；4)设置时频筛选门限值，获取时频域筛选矩阵；5)根据获取到的时频域筛选矩阵求解时频域滤波器；6)利用时频滤波器对变换后解线调信号进行时频域滤波；7)对滤波后信号进行恢复与去解线调处理，并对处理结果进行脉冲压缩得到最终的干扰抑制结果。本发明能够对抗组合干扰，并使干扰有效对抗率大幅度提升，可用于雷达频谱弥散与切片重复转发组合干扰等多种干扰的抑制。CN113702921ACN113702921A权利要求书1/3页1.一种基于时频分析的干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)雷达接收机接收由频谱弥散SMSP干扰、切片重复转发干扰与真实目标回波构成的混合回波信号y(n)：y(n)＝x(n)+j1(n)+j2(n)，其中，x(n)表示真实目标回波信号，j1(n)表示频谱弥散干扰信号，j2(n)表示切片重复转发干扰信号；(2)对混合回波信号y(n)进行解线调，得到解线调之后的信号r(n)：r(n)＝y(n)·ref(n)其中，μ表示雷达发射线性调频信号的调频率，exp()表示e的指数函数，j表示复数，t表示雷达混合回波信号的时长，Ts表示采样周期；(3)对解线调之后的信号r(n)进行短时傅里叶变换STFT，得到变换后解线调信号STFT|r(n)(k,n)：其中，k∈{0,1,…,L‑1}表示窗内信号离散频率，n∈{0,1,…,N‑1}表示离散时间，N表示接收到回波信号的采样点数，L表示矩形窗的窗长；表示解线调信号经过短时傅里叶变换得到的第k个离散频率、第n个离散时间对应的时频能量点；(4)对变换后解线调信号STFT|r(n)(k,n)的时频域进行筛选，步骤如下：(4.1)设置时频点筛选门限值为p；(4.2)构建与变换后解线调信号STFT|r(n)(k,n)维度相同的矩阵Ψ：其中，αab为矩阵Ψ中第a行、第b列的时频筛选点，a∈{1,2,…,L}，b∈{1,2,…,N}；(4.3)根据时频点筛选门限值p对变换后解线调信号STFT|r(n)(k,n)的时频域进行筛选，2CN113702921A权利要求书2/3页即对其时频能量点进行如下判断：若则令矩阵Ψ中的参数αab值为0；若则令矩阵Ψ中的参数αab值为1；(4.4)得到由0和1组成的时频筛选矩阵Ψ；(5)构造时频滤波器：(5.1)对时频域筛选矩阵Ψ中的频率维度求和，表示如下：其中，L表示频率维度；(5.2)根据下式得到频滤波器的中心频率(5.3)构建与时频域筛选矩阵Ψ维度相同的矩阵Ψ'：其余元素均为0；得到由0和1组成的时频滤波器Ψ'；(6)利用时频滤波器Ψ'对变换后解线调信号STFT|r(n)(k,n)进行时频域滤波，得到滤波后时频域混合回波信号y1(k,n)；(7)对滤波后时频域混合回波信号y1(k,n)进行恢复与去解线调处理，得到干扰抑制后的信号其中，ξn表示第n个离散时间点干扰抑制后的信号；(8)对干扰抑制后的信号进行脉冲压缩处理，得到最终的干扰抑制结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述对解线调之后的信号r(n)3CN113702921A权利要求书3/3页进行短时傅里叶变换STFT，按如下公式实现：其中，l∈{0,1,…,L‑1}表示滑窗内信号的离散时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4.1)中所述时频点筛选门限值p，根据下式进行设置：p＝2*mean(mean(STFT|r(n)(k,n)))，其中，mean(·)表示对·取平均。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中所述滤波后时频域混合回波信号y1(k,n)，具体如下：其中，εkn表示第k个离散频率、第n个离散时间对应的滤波后时频域混合回波信号时频点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(7)中第n个离散时间点干扰抑制后的信号，按如下公式得到：4CN113702921A说明书1