阵元-脉冲编码的MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法.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CN113608180A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110924712.2(22)申请日2021.08.12(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)发明人廖桂生许京伟曾操崔森张玉洪朱圣棋兰岚张育豪(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华陈媛(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称阵元-脉冲编码的MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法(57)摘要本发明公开了一种阵元‑脉冲编码MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，主要解决现有雷达难以抑制欺骗干扰的问题。其实现方案是：生成相位编码信号；设计正交基带信号；根据相位编码信号与正交基带信号生成射频的发射信号；接收发射信号的回波，并对其处理得到数字接收信号；对数字接收信号进行多波形分离得到原始数据矢量；根据阵元‑脉冲相位编码构建解码矢量，并用其对原始数据矢量进行解码，找出目标对应的发射脉冲；根据目标对应发射脉冲的相位编码构建权矢量，用该权矢量与原始数据矢量做脉冲维的匹配滤波，完成对干扰的抑制。本发明提升了传统雷达的抗干扰能力，降低系统复杂度，节省平台空间资源，可用于抑制与距离相关的主瓣欺骗式干扰。CN113608180ACN113608180A权利要求书1/2页1.一种阵元‑脉冲编码的MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法，其特征在于，包括：(1)在具有M个发射阵元，N个接收阵元的MIMO雷达中，用雷达的一个发射阵元在一个相干处理时间内发射K个发射脉冲，根据发射阵元和发射脉冲进行阵元‑脉冲编码，生成阵元‑脉冲相位编码信号cm,i，其中，i＝1,2...K为发射脉冲序号(2)生成每一个发射阵元在发射脉冲下发射的正交基带信号各个阵元发射的正交基带信号波形是独立的，其中，m＝1,2...M；(3)根据阵元‑脉冲相位编码信号cm,i和正交基带信号生成发射信号并将发射信号输入到信号处理机，再通过雷达射频前端将其上变频为射频后的发射信号sm,k(t)发射出去；(4)雷达接收射频回波信号，并经过混频，滤波以及采样后得到N路数字接收信号(5)对上述得到的N路数字接收信号进行多路波形匹配滤波分离，即分别用M个发射阵元的发射信号进行匹配分离，得到原始数据矢量x：x＝s+g+n其中，s是目标信号，g是干扰信号，n是噪声；(6)根据(1)中设计的阵元‑脉冲编码模型cm,i构建解码矢量gi，i＝1,2...K，依次用解码矢量gi对(5)中的原始数据矢量x进行解码，得到解码后的接收信号(7)利用解码后接收信号进行干扰抑制：(7a)对解码后的接收信号画功率谱图，根据功率谱图的距离维区分干扰和目标：若只有远处距离出现干扰分量，则解码矢量gi成功匹配出干扰，即该干扰是第i个发射脉冲的回波；若只有近处距离出现目标分量，则解码矢量gi成功匹配出目标，即该目标是第i个发射脉冲的回波，其中，i＝1,2...K为发射脉冲序号；(7b)取目标所对应的第i个发射脉冲的相位编码作为匹配信号，用匹配信号与原始数据矢量x做相位编码匹配，抑制掉干扰。2.根据权利要求1所述的方法，其中(1)中生成阵元‑脉冲相位编码信号cm,i，表示如下：cm,i＝exp{j2πγ(m‑1)(i‑1)}其中，γ表示编码系数，m为发射阵元数，i为发射脉冲数。3.根据权利要求1所述方法，其中(2)中生成的每一个发射阵元在发射脉冲下发射的正交基带信号表示如下：*其中Tp为脉冲宽度，h＝1,2,…,M,符号[·]为共轭运算。4.根据权利要求1所述的方法，其中(3)根据阵元‑脉冲相位编码信号cm,i和正交基带信号生成发射信号表示如下：2CN113608180A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的方法，其中(3)根据将发射信号输入到信号处理机，再由雷达射频前端将其上变频为射频后的发射信号si(t)，表示如下：其中，为脉冲函数，Tp为脉冲持续时间，t∈(0,Tr)为脉冲重复时间内的时间变量，ti∈(0,KTr)为整个相干处理时间内的时间变量，f0为工作频率。6.根据权利要求1所述方法，其中(6)根据阵元‑脉冲相位编码信号构建的解码矢量gi，表示如下：T其中，1N为全1的列矢量，ci为编码矢量，ci＝[c1,ic2,i…cm,i…cM,i]，cm,i表示第m个发射阵元的第i发射脉冲的相位编码，m＝1,2...M，上标T代表转置。7.根据权利要求1所述方法，其中(6)中得到解码后的接收信号表示如下：其中，其表示第i个解码矢量解码后的接收信号，x为原始数据矢量，gi为解码矢量，diag{gi}表示对解码矢量进行对角化运算，上标H表示为共轭转置运算。8.根据权利要求