雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法及装置

本发明涉及雷达抗干扰，尤其涉及一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法及装置。

背景技术：

1、雷达具有全天时、作用距离远和全天候的特点，广泛应用于目标检测、制导等领域。雷达的目标检测中存在雷达干扰，雷达干扰是破坏和扰乱雷达检测目标的重要手段。雷达干扰可以分为雷达有源干扰和雷达无源干扰。其中，雷达有源干扰针对性更强，破坏性更大，给雷达探测目标带来了严峻的挑战。由于雷达有源干扰的存在性会显著降低雷达回波信号的信噪比，不利于后续的目标检测，并且雷达接收机很难摆脱雷达有源干扰，因此需要研究行之有效的雷达有源干扰抑制方法，在接收端对雷达有源干扰进行抑制。

2、目前，实现雷达有源干扰抑制的方式为：一种是在距离多普勒维上进行干扰区域搜索和参数精确估计；接着利用估计得到的精确参数设计多普勒滤波器组实施干扰抑制。然而，若存在距离-多普勒域目标和干扰重合的情况，即干扰在距离维和多普勒维皆以高能量压制在目标上时，再利用估计得到的干扰参数设计多普勒滤波器组对干扰进行抑制，对导致目标信号的大量缺失，影响后续的目标信号处理操作，此方法失效导致无法进行干扰抑制。另一种是利用测试数据集对训练好的分类网络进行测试以获取测试数据集对应的标签；将标签中干扰项所对应的位置用随机数替换，得到替换后的数据；对替换后的数据进行短时傅里叶变换，得到干扰抑制后的信号。然而，使用分类网络对干扰项进行区分，需要用到大量的数据集作为先验数据信息，但是，当前雷达工作环境下，很难得到大量的干扰数据集，所以此方法并不适用于工程应用。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法及装置，解决在距离-多普勒域目标和干扰重合的情况下现有技术失效导致无法进行干扰抑制，以及当前雷达工作环境下难以得到大量的干扰数据集，导致不适用于工程应用的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法，方法包括：

4、对雷达回波信号依次进行短时傅里叶变换、取模值和对数化处理，确定出时频像素矩阵，雷达回波信号包括干扰信号；

5、建立时频像素矩阵的混合高斯模型，混合高斯模型包括多个参数；

6、根据期望最大化算法，对混合高斯模型中的各参数进行估计，得到对应的各估计参数；

7、根据各估计参数、虚警率和检测阈值，对干扰信号依次进行时频域上的定位处理以及时域重构，得到重构干扰信号；

8、对雷达回波信号和重构干扰信号进行时域相消，以实现雷达回波信号的干扰抑制。

9、本申请第二方面提供一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制装置，装置包括：

10、确定模块，用于对雷达回波信号依次进行短时傅里叶变换、取模值和对数化处理，确定出时频像素矩阵，雷达回波信号包括干扰信号；

11、建立模块，用于建立时频像素矩阵的混合高斯模型，混合高斯模型包括多个参数；

12、估计模块，用于根据期望最大化算法，对混合高斯模型中的各参数进行估计，得到对应的各估计参数；

13、定位重构模块，用于根据各估计参数、虚警率和检测阈值，对干扰信号依次进行时频域上的定位处理以及时域重构，得到重构干扰信号；

14、时域相消模块，用于对雷达回波信号和重构干扰信号进行时域相消，以实现雷达回波信号的干扰抑制。

15、相较于现有技术，本发明提供的雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法及装置，对雷达回波信号依次进行短时傅里叶变换、取模值和对数化处理，确定出时频像素矩阵，以实现对雷达回波信号进行逐prt的时频分析，可以根据各估计参数、虚警率和检测阈值，对干扰信号进行时频域上的定位处理以及时域重构，可以将干扰信号确定出来以进行干扰抑制，而无需在距离多普勒维上进行干扰区域搜索和参数精确估计，使得在距离多普勒维目标与干扰高度重合时能进行干扰抑制；可以对在时频域上对干扰信号依次进行定位处理以及时域重构，以实现干扰信号所在区域的划分，避免了使用神经网络对干扰信号进行区分，无需大量的干扰数据集，适用于工程应用。

技术特征：

1.一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对雷达回波信号依次进行短时傅里叶变换、取模值和对数化处理，确定出时频像素矩阵，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立所述时频像素矩阵的混合高斯模型，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据期望最大化算法，对所述混合高斯模型中的各参数进行估计，得到对应的各估计参数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述时频像素矩阵按列排序，得到所述时频像素矩阵的多个列数据，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述各估计参数包括估计混合分量的权值、估计混合分量的均值和估计混合分量的方差，所述估计混合分量的方差是估计混合分量的标准差的平方，所述根据所述各估计参数、虚警率和检测阈值，对所述干扰信号依次进行时频域上的定位处理以及时域重构，得到重构干扰信号，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计混合分量的权值、所述估计混合分量的均值、所述估计混合分量的标准差和所述虚警率，确定所述检测阈值，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述时频像素矩阵和所述检测阈值，利用二值判决法在时频域上对所述时频复数矩阵进行定位处理，得到干扰时频复数矩阵，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述雷达回波信号和所述重构干扰信号进行时域相消，以实现所述雷达回波信号的干扰抑制，包括：

10.一种雷达有源干扰时频统计检测与抑制装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结
本发明提供雷达有源干扰时频统计检测与抑制方法及装置，涉及雷达抗干扰技术领域。此方法包括：对雷达回波信号依次进行短时傅里叶变换、取模值和对数化处理，确定出时频像素矩阵，以实现对雷达回波信号进行逐PRT的时频分析，根据各估计参数、虚警率和检测阈值，对干扰信号进行时频域的定位处理和时域重构，可将干扰信号确定出来以进行干扰抑制，而无需在距离多普勒维上进行干扰区域搜索和参数精确估计，使得在距离多普勒维目标与干扰高度重合时能进行干扰抑制；可对在时频域上对干扰信号依次进行定位处理以及时域重构，以实现干扰信号所在区域的划分，避免了使用神经网络对干扰信号进行区分，无需大量的干扰数据集，适用于工程应用。

技术研发人员：张鹏,万铠源,李亚超,李明,张彬,闫海鹏,李梦娅
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29