一種基于PWD-Hough變換的SMSP干擾識別與參數(shù)估計方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達信號參數(shù)估計技術領域，它特別涉及了雷達干擾信號參數(shù)估計技 術。
【背景技術】
[0002] 隨著雷達干擾技術的發(fā)展，特別是基于數(shù)字射頻存儲器（DRFM)的有源欺騙干擾 技術的出現(xiàn)，現(xiàn)代雷達工作在日益復雜的電磁干擾環(huán)境中，這對雷達目標探測的準確性以 及目標跟蹤的穩(wěn)定性帶來了極大地挑戰(zhàn)。特別是近年來出現(xiàn)的SMSP干擾，它同時具有壓制 和欺騙的雙重干擾特性，進入雷達接收機后可以在距離上產(chǎn)生多個假目標，并將真實目標 掩沒在假目標群中，使雷達目標檢測面臨著越來越大的困難，給現(xiàn)代雷達的生存能力帶來 極其嚴峻的挑戰(zhàn)。
[0003] 在采取一系列抗干擾措施來對抗電子干擾之前，為了提高雷達資源的利用率，我 們首先要識別電子干擾為何種干擾，并對其參數(shù)進行估計。近年來，針對SMSP干擾的識別 問題，李永平等提出了一種基于模糊函數(shù)的識別方法，該方法通過求解雷達接收信號的模 糊函數(shù)，提取其峰值個數(shù)和峰值間距等特征參數(shù)來識別SMSP干擾，見[李永平，盧剛等?；?于模糊函數(shù)的SMSP和C&I干擾識別算法。航空兵器，2011，（4): 51-54]。但該方法只考慮 了雷達接收信號僅僅為干擾信號和噪聲的情況，而且未能估計出干擾信號的參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對【背景技術】的不足，本發(fā)明提供一種切實可行的SMSP干擾的識別和參數(shù)估計 方法，該方法將偽魏格納分布（PWD)和Hough變換相結合，利用Hough變換對雷達接收信號 的偽魏格納分布進行處理，以抑制噪聲和PWD交叉項的影響，最后經(jīng)過峰值提取，就可以估 計出目標回波信號和SMSP干擾信號的調(diào)頻斜率，以及SMSP干擾的子脈沖個數(shù)，同時利用 估計出的特征參數(shù)也可以對SMSP干擾進行識別。因而本發(fā)明一種基于PWD-Hough變換的 SMSP干擾識別與參數(shù)估計方法，包括以下步驟：
[0005] 步驟1 :信號預處理；
[0006] 雷達不斷向外發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號，同時接收回波信號，當空間中存在SMSP干 擾信號時，將雷達接收機接收信號表示為：
[0007] X (t) =s (t) + j (t) +n (t)
[0008] 其中，x(t)表示被動雷達接收信號，n(t)表示加性高斯白噪聲，s(t)為真實目標 回波信號，j(t)為干擾機截獲雷達信號后生成的干擾信號；
[0009] 步驟2 :信號處理；
[0010] 對雷達接收機接收信號進行處理，首先獲得接收信號的偽魏格納分布，得到其時 頻平面，然后對其進行Hough變換，則接收信號時頻平面中同一直線上的所有點在新的參 數(shù)空間中的一點進行能量積累，形成尖峰；
[0011] 步驟3 :干擾參數(shù)的估計；
[0012] 提取信號處理步驟中新坐標面上的尖峰位置坐標，其角度坐標反映了信號調(diào)頻斜 率，且滿足k = tan0的關系，其中k為信號調(diào)頻斜率，Θ為峰值點角度坐標，且同一角度 坐標的峰值點個數(shù)對應SMSP干擾子脈沖的個數(shù)n，基于此就可以估計出干擾信號參數(shù)并對 干擾進行識別。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是方法簡單，干擾識別及參數(shù)估計準確性較高，可以直接應用 于雷達電子對抗設備中。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的總體流程圖；
[0015] 圖2為包含目標回波信號，SMSP干擾信號和噪聲的雷達接收信號的PWD-Hough變 換；
[0016] 圖3為采用本方法對SMSP干擾調(diào)頻斜率進行估計的相對均方根誤差曲線。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明的具體實施步驟如下：
[0018] 步驟1 :雷達不斷向外發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號，同時接收回波信號，當空間中存在 SMSP干擾信號時，雷達接收機接收信號可以表示為：
[0019] X (t) =s (t) + j (t) +n (t)
[0020] 其中，x(t)表示被動雷達接收信號，n(t)表示加性高斯白噪聲，s(t)為真實目標 回波信號，j(t)為干擾機截獲雷達信號后生成的干擾信號。
[0021] 步驟2 :對步驟1中雷達接收信號進行處理，首先求解接收信號的偽魏格納分布， 得到其時頻分布平面，然后繼續(xù)對接收信號的偽魏格納分布進行Hough變換，則接收信號 時頻平面中直線上的所有點在新的參數(shù)空間中的一點進行能量積累，形成尖峰。
[0022] 步驟3 :提取步驟2中參數(shù)空間中的尖峰位置坐標（P，Θ )和尖峰個數(shù)，其中p為 極半徑坐標，代表時頻平面中坐標原點到直線的法線距離，Θ為角度坐標，代表p與時頻 平面Y軸正向的夾角。Θ反映了信號調(diào)頻斜率，且滿足k = tan(0)的關系，其中k為信號 調(diào)頻斜率，Θ為峰值點角度坐標，且同一角度坐標的峰值點個數(shù)對應SMSP干擾子脈沖的個 數(shù)n，基于此就可以估計出干擾信號參數(shù)并對干擾進行識別。
[0023] 本發(fā)明的效果通過以下仿真試驗進一步說明：
[0024] 仿真場景：假設雷達發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號，其脈寬T = 20 μ s，帶寬B = 10MHz， 調(diào)頻斜率k' = B/T = 5X10nHz/S，雷達接收機采樣頻率f。= IOOMHz，干擾機截獲雷達發(fā) 射信號后調(diào)制的SMSP干擾信號子脈沖個數(shù)η = 4,調(diào)頻斜率k = η X k' = 2 X 1012Hz/s，背景 噪聲為高斯白噪聲，信噪比SNR= 10dB，干信比JSR= 10dB，則雷達接收信號的PWD-Hough 變換如圖2所示
[0025] 由圖2可知，SMSP干擾的峰值個數(shù)有4個，則SMSP干擾子脈沖個數(shù)η = 4,且峰值 點對應SMSP干擾調(diào)頻斜率估計值^ = 2.015Χ1012/λ、信號峰值有1個，其峰值點對應的雷 達發(fā)射信號調(diào)頻斜率估計值P = 5.0275χ10"http://ζ/5 ,且有n = k/k'。
[0026] 假設信噪比SNR固定為10dB，干信比JSR變換范圍為-4~12dB，步長取為2dB， 在每個干信比點進行50次獨立蒙特卡洛實驗，則SMSP干擾調(diào)頻斜率估計的相對均方根誤 差曲線如圖3所示。
[0027] 由圖2和圖3可知，本發(fā)明所提方法可以有效識別SMSP干擾，且對SMSP干擾的調(diào) 頻斜率有很好的估計效果。
【主權項】
1. 一種基于PWD-Hough變換的SMSP干擾識別與參數(shù)估計方法，包括以下步驟： 步驟1 :信號預處理； 雷達不斷向外發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號，同時接收回波信號，當空間中存在SMSP干擾信 號時，將雷達接收機接收信號表示為： X (t) =s (t) + j (t) +n (t) 其中，x(t)表示被動雷達接收信號，n(t)表示加性高斯白噪聲，s(t)為真實目標回波 信號，j(t)為干擾機截獲雷達信號后生成的干擾信號； 步驟2 :信號處理； 對雷達接收機接收信號進行處理，首先獲得接收信號的偽魏格納分布，得到其時頻平 面，然后對其進行Hough變換，則接收信號時頻平面中同一直線上的所有點在新的參數(shù)空 間中的一點進行能量積累，形成尖峰； 步驟3 :干擾參數(shù)的估計； 提取信號處理步驟中新坐標面上的尖峰位置坐標，其角度坐標反映了信號調(diào)頻斜率， 且滿足k = tan 0的關系，其中k為信號調(diào)頻斜率，0為峰值點角度坐標，且同一角度坐標 的峰值點個數(shù)對應SMSP干擾子脈沖的個數(shù)n，基于此就可以估計出干擾信號參數(shù)并對干擾 進行識別。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種SMSP干擾的識別和參數(shù)估計方法，屬于雷達信號參數(shù)估計技術領域，它特別涉及了雷達干擾信號的參數(shù)估計技術。該方法通過對雷達接收信號的偽魏格納分布進行Hough變換，將接收信號時頻平面直線上的所有點在新的坐標平面上的一點進行能量積累，形成尖峰，最終通過提取尖峰坐標位置對干擾參數(shù)進行估計，并識別干擾類型。
【IPC分類】G01S7/36
【公開號】CN105044687
【申請?zhí)枴緾N201510520684
【發(fā)明人】崔國龍, 李乾, 李亞成, 楊亞, 孔令講, 楊曉波, 易偉, 郭世盛
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月24日