一种基于空域滤波的米波雷达自适应频率选择方法

摘要

本发明涉及一种基于空域滤波的米波雷达自适应频率选择方法，跟据米波雷达同样具有较低频段的特点，对其进行频率分段，数字波束形成，时域FFT处理，最后，通过频谱比较，建立最佳工作频率库，按照用户的不同要求选择工作频率，本发明采用不预置最佳工作频段的处理流程，对所有频段的数据都进行DBF空域滤波处理；同时考虑到常规目标在米波波段谐振散射的特性，在判别准则上，不以输出平均功率最小为准则选择工作频率，而是建立最佳工作频率库，结合谐振频率数据库进行频率选择，从而保证雷达最佳的检测性能。该方法适用于米波雷达在复杂电磁环境下的自适应变频对抗外部干扰。

主权项

一种基于空域滤波的米波雷达自适应频率选择方法，其特征在于步骤如下：步骤1频率分段：在雷达休止期对M个天线通道分别同时以F_s采样率采集数据，然后进行数字滤波，将接收信号划分为N个频率段；所述第n个数字滤波器通带范围为f_n,b～f_n,e，第m个通道采集的数据经过滤波器之后的输出为$y_{m,n}\left(l\right)=\underset{l_n=0}{\overset{L_n-1}{\Sigma }}{a}_n\left(l_n\right)x_m(l-l_n)$其中：a_n(l_n)是根据通带范围设计的滤波器系数，L_n表示滤波器的阶数，x_m(l)（l＝0,1,2,…）表示第m（m＝1,2,…,M）个天线通道经过低噪放之后采集的数据；步骤2数字波束形成：对第n个数字滤波器的输出按照空域划分进行DBF，$z_{p,n}\left(l\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}{w}_{m,n}^{*}\left({\theta }_p\right)y_{m,n}\left(l\right)$其中w_m,n(θ_p)，m＝1,2,…,M表示天线阵在θ_p方向上形成波束f_n,0频率所对应的权值，f_n,0∈[f_n,b,f_n,e]；非自适应权值$w_{m,n}\left({\theta }_p\right)=\exp [-j2\pi (m-1)\frac{d}{c}{f}_{n,0}{\sin \theta }_p],$其中d是阵元间距；c是光速；步骤3时域FFT处理：按照每D点抽取对z_p,n(l)进行K点的FFT$Z_{p,n}\left(k\right)=\underset{l=0}{\overset{K-1}{\Sigma }}{z}_{p,n}\left(\mathrm{lD}\right)\exp (-j2\pi \frac{\mathrm{kl}}{K})$其中D满足k＝0,1,…,K‑1，|Z_p,n(k)|用来描述在θ_p方向上干扰噪声在频率$(i+\frac{k}{K})\frac{F_s}{D}\in [f_{n,b},f_{n,e}]$的幅度谱，i＝i_b或i_e，是向下取整；步骤4，频谱比较，得到干扰噪声最小的频率：对FFT处理的输出进行比较，得到θ_p方向上f_n,e～f_n,b频段内的干扰噪声最小的频率，记为f_n,p；若k₀满足条件$\underset{k=0,...,K-1}{\min }E\left\{{\left|Z_{p,n}\left(k\right)\right|}^2\right\},$则$f_{n,p}=(i_0+\frac{k_0}{K})\frac{F_s}{D},$假设k_b＝[DKf_n,b/F_s]‑Ki_b，k_e＝[DKf_n,e/F_s]‑Ki_e，[·]是四舍五入式的取整；当k_e＞k₀＞k_b时，i₀＝i_b；当k₀＞k_b＞k_e时，i₀＝i_b；当k₀＜k_e＜k_b时，i₀＝i_e。