雷达抗距离-速度联合欺骗干扰的自适应迭代滤波方法

摘要

本发明提供一种雷达抗距离‑速度联合欺骗干扰的自适应迭代滤波方法，分别对目标和干扰的距离维和脉冲维进行估计，然后通过迭代来提高算法的精度。在干扰相对于目标延迟已知个脉冲的前提下，将自适应滤波的思想运用到对干扰和目标的距离‑多普勒平面的估计上，为了提高估计精度，同时引入了迭代步骤。本发明针对一种少有干扰形式：对抗距离‑速度联合，不需要对波形进行设计，实施较为方便，并且在多目标多干扰的场景下仍能对干扰有效压制并能对目标正确检测。仿真结果表明，本发明采用的方法相对于传统的匹配滤波和多普勒处理有明显的性能优越性。

主权项

雷达抗距离‑速度联合欺骗干扰的自适应迭代滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：1初始化步骤：设雷达对目标照射的驻留时间为M个脉冲，首先在快时间维对信号进行匹配滤波，然后在慢时间维做傅里叶变换得到的距离‑多普勒平面作为真实目标的距离‑多普勒平面初始值和干扰信号的距离‑多普勒平面初始值2距离维估计迭代步骤：2‑1：构造真实目标的快时间变换矩阵G_T,m与对角矩阵${\Pi }_{T,m}^{(u-1)}\left[l\right]=diag\left(\right|{\alpha }_{T,m}^{(u-1)}[l-(N-1)]{|}^2,...|{\alpha }_{T,m}^{(u-1)}[l+(N-1)]{|}^2)$其中u表示迭代次数，diag(·)为求矩阵的对角线元素，s_T,m＝s_m为真实目标第m个脉冲的回波信号，s_m＝[s_m(1),s_m(2),…,s_m(N)]^T是对信号模型的采样结果，N为采样点数，(·)^T表示转置。其中，表示真实目标第u‑1次迭代距离像估计值，l＝1,2,…,L，L表示距离单元的个数，m＝1,…,M，M表示脉冲个数；构造干扰信号的快时间变换矩阵G_J,m与对角矩阵${\Pi }_{T,m}^{(u-1)}\left[l\right]=diag\left(\right|{\alpha }_{J,m}^{(u-1)}[l-(N-1)]{|}^2,...|{\alpha }_{J,m}^{(u-1)}[l+(N-1)]{|}^2)$s_J,m＝s_m‑i表示干扰信号第m个脉冲的回波信号，i为干扰机捕获雷达信号需要的脉冲周期数。其中，表示干扰信号第u‑1次迭代距离像估计值；2‑2：得到真实目标在不同取值范围l里的距离像估计：l＝1,…,N‑1，l＝N,…,L‑(N‑1)，l＝L‑(N‑2),…,L；得到干扰信号在不同取值范围l里的距离像估计：l＝1,…,N‑1，l＝N,…,L‑(N‑1)，l＝L‑(N‑2),…,L；步骤2‑3：构造距离维上真实目标矩阵和干扰信号矩阵$A_T^{\left(u\right)}=[{\alpha }_{T,1}^{\left(u\right)},...,{\alpha }_{T,M}^{\left(u\right)}]=\left[\begin{array}{ccc}{\alpha }_{T,1}^{\left(u\right)}\left[1\right]& ...& {\alpha }_{T,M}^{\left(u\right)}\left[1\right]\\ ·& & ·\\ ·& & ·\\ ·& & ·\\ {\alpha }_{T,1}^{\left(u\right)}\left[L\right]& ...& {\alpha }_{T,M}^{\left(u\right)}\left[L\right]\end{array}\right]$$A_J^{\left(u\right)}=[{\alpha }_{J,1}^{\left(u\right)},...,{\alpha }_{J,M}^{\left(u\right)}]=\left[\begin{array}{ccc}{\alpha }_{J,1}^{\left(u\right)}\left[1\right]& ...& {\alpha }_{J,M}^{\left(u\right)}\left[1\right]\\ ·& & ·\\ ·& & ·\\ ·& & ·\\ {\alpha }_{J,1}^{\left(u\right)}\left[L\right]& ...& {\alpha }_{J,M}^{\left(u\right)}\left[L\right]\end{array}\right]$3脉冲维估计迭代步骤：3‑1：估计真实目标第l个距离单元对应第k个多普勒单元的值$X_T^{\left(u\right)}[l,k]=\frac{F_k^H{\left\{{\mathrm{FD}}_T^{(u-1)}\right[l]F^H+I/{s_m}^H{s}_m\}}^{-1}{\beta }_T^{\left(u\right)}\left[l\right]}{F_k^H{\left\{{\mathrm{FD}}_T^{(u-1)}\right[l]F^H+I/{s_m}^H{s}_m\}}^{-1}{F}_k}$k＝1,…,K$D_T^{(u-1)}\left[l\right]=diag\left(\right|{X_T}^{(u-1)}[l,1]{|}^2,...,\left|{X_T}^{(u-1)}\right[l,K\left]{|}^2\right)$估计干扰信号第l个距离单元对应第k个多普勒单元的值$X_J^{\left(u\right)}[l,k]=\frac{F_k^H{\left\{{\mathrm{FD}}_J^{(u-1)}\right[l]F^H+I/{s_m}^H{s}_m\}}^{-1}{\beta }_J^{\left(u\right)}\left[l\right]}{F_k^H{\left\{{\mathrm{FD}}_J^{(u-1)}\right[l]F^H+I/{s_m}^H{s}_m\}}^{-1}{F}_k}$k＝1,…,K$D_J^{(u-1)}\left[l\right]=diag\left(\right|{X_J}^{(u-1)}[l,1]{|}^2,...,\left|{X_J}^{(u-1)}\right[l,K\left]{|}^2\right)$其中，和分别是和的第l列，F＝[f₁,f₂,…,f_M]，f_m＝[exp(j2πmf₁),exp(j2πmf₂),…,exp(j2πmf_K)]^T是K×1的目标多普勒相位矢量，m＝1,…,M,F_k为F的第k行，I是单位矩阵，(·)^H表示共轭转置；3‑3：令l＝1,…,L得到真实目标的距离‑多普勒平面估计：$X_T^{\left(u\right)}=\left[\begin{array}{c}{\left\{x_T^{\left(u\right)}\right[1\left]\right\}}^T\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\left\{x_T^{\left(u\right)}\right[L\left]\right\}}^T\end{array}\right]$得到干扰信号的距离‑多普勒平面估计：$X_J^{\left(u\right)}=\left[\begin{array}{c}{\left\{x_J^{\left(u\right)}\right[1\left]\right\}}^T\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\left\{x_J^{\left(u\right)}\right[L\left]\right\}}^T\end{array}\right]$其中，步骤5：重复步骤2和步骤3，直到达到停止迭代条件。