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信号处理 2017年第12期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

相控阵MIMO雷达抗干扰波束形成算法1531-1535

摘要：面对复杂多变的干扰环境下目标检测问题,雷达系统需要更高的系统增益和自由度实现对副瓣电平的控制和有效的抗干扰处理。为此提出一种基于相控阵MIMO雷达的抗干扰波束形成算法,该算法有效利用相控阵MIMO兼具相控阵高增益与MIMO高系统自由度的特点,提高系统抗干扰性能。在阵列发射端进行子阵划分,子阵间发射正交波形,子阵内发射同一波形并形成固定零陷对抗干扰;在阵列接收端进行匹配滤波获得波形分集,通过加窗函数控制副瓣电平并重构数据协方差矩阵消除形成零陷对副瓣电平产生的影响。所提算法在复杂多变的干扰环境下能够保持低副瓣电平并形成密集零陷对抗空间干扰,同传统算法相比优势明显。仿真验证了算法的有效性。

利用DFT和迭代校正的正弦信号频率估计算法1536-1541

摘要：对电磁信号的频率估计广泛应用于通信、雷达、导航和电子对抗等领域。针对正弦信号的频率精确估计,本文提出了一种利用DFT和迭代校正的频率估计算法,并与现有三种基于DFT的频率估计算法进行了性能仿真对比,分析结果表明,新算法的频率估计性能明显优于其他三种算法,可以得到非常逼近CRLB的频率估计值,迭代校正5次时,频率估计的RMSE距离CRLB不到0.07 dB,而且没有估计误差平层,算法估计精度高,对频率的取值范围不敏感,性能稳定,迭代校正的复杂度较低,具有很好的应用价值。

信号处理杂志算法研究

零陷优化的稳健波束形成算法1542-1547

摘要：传统的自适应波束形成算法在干扰方向出现扰动且期望信号导向矢量失配时,不仅无法持续有效地抑制干扰,而且会在期望信号方向产生零陷致使期望信号相消,算法性能严重下降。针对该问题,本文提出了一种零陷优化的稳健波束形成算法。该算法首先通过干扰导向矢量的左右旋转来展宽零陷,接着将采样数据向干扰子空间投影,并对干扰分量进行加权处理以增强采样数据中的干扰强度,加深干扰零陷,最后采用导向矢量不确定集约束算法保证期望信号的接收增益。计算机仿真结果表明：该算法能够有效展宽干扰零陷,并能够保证期望信号增益,具有较好的稳健性。

高性能空时二维角度估计改进算法1548-1554

摘要：干扰角度估计是数字阵列雷达抗干扰的基础,本文针对实际数字阵列天线阵元间距大于半波长导致大角度估计时阵元相位出现模糊问题,提出一种新的基于时空DOA矩阵的多目标高性能二维角度估计算法。该算法首先计算时空DOA矩阵并进行特征值分解,接着利用空时矩阵特征向量与来波导向矢量匹配特性,对估计得到的各导向矢量分别进行相位解模糊,进而利用导向矢量联立方程组,得到各来波角度信息的最小二乘解。相位解模糊过程主要通过计算多组模糊解对应的导向矢量与实际估计得到的导向矢量的相关性,选取相关值最大的一组模糊解作为真实解来实现。仿真与数字阵列天线实测结果表明,与时空DOA矩阵法相比,本文算法具有更高的测角精度和更加稳健的输出性能。

稳健的相干干扰抑制算法1555-1561

摘要：针对自适应波束形成在干扰位置扰动以及存在相干干扰时的性能下降问题,提出了一种稳健的相干干扰抑制算法。该算法首先估计出相干干扰的来波方向,然后以期望方向增益最大,旁瓣方向增益最小为条件建立波束权矢量求解的优化问题,并利用干扰零陷展宽方向增益的二范数小于控制系数作为约束条件来克服干扰扰动。与已有的自适应算法相比,本文所提方法求解权矢量不需要采样数据协方差矩阵求逆过程,对快拍数要求低,能有效控制零限宽度和深度,对转发式相干干扰和干扰平台抖动具有良好的抗干扰效果。仿真结果证明了所提方法的有效性和稳健性。

分布式雷达盲源分离干扰抑制算法1562-1570

摘要：针对大功率干扰下的分布式多站雷达探测能力下降的问题,本文提出了一种新的基于盲源分离的干扰抑制方法。该方法对多部雷达接收信号进行信号级和数据级的联合处理,包括干扰相对时延估计及补偿-盲源分离-多站联合定位三个步骤。首先分别以不同接收回波信号为参考,采用相关法估计各站点干扰信号相对时延,并进行补偿使干扰成分得到校准。然后针对校准后的信号,采用盲源分离算法,实现干扰信号和目标回波信号分离。最后,利用多站联合定位方法,剔除由于干扰时延校准引起的虚假目标定位点,从而得到真实目标位置信息。该算法可以在干扰信息未知情况下抑制多种压制干扰及灵巧干扰,不依赖于干扰类型,最后本文通过仿真实验证明了该算法的有效性。

多基地极化雷达主瓣干扰抑制算法1571-1577

摘要：现代战场电子对抗日益复杂,电磁干扰形式多样,当干扰从接收机主瓣进入会形成主瓣干扰。主瓣干扰严重影响雷达正常工作,传统空域、极化域、时频域等抗干扰算法都很难有效对其抑制。为有效抑制主瓣干扰,文章利用目标极化散射特性在不同角度存在差异的特点,提出基于多基雷达的空-极化协同滤波主瓣干扰抑制方法。方法首先采用主瓣保形技术在空域抑制副瓣干扰并压低空间噪声,然后将多基地雷达接收的数据进行时域对齐,计算包含主瓣干扰和回波信号的数据协方差矩阵,通过分解协方差矩阵在空-极化信号空间识别干扰,估计回波信号导向矢量,最后将目标回波与主瓣干扰通过多基地极化滤波,滤除主瓣干扰保留目标回波信号。通过仿真算法抑制噪声干扰与转发干扰,验证了所提算法能够有效对抗主瓣干扰,有效提高输出信干噪比。

脉冲多普勒雷达多假目标干扰抑制算法1578-1584

摘要：针对数字射频存储器（DRFM：Digital Radio Frequency Memory）产生的多假目标切片干扰问题,本文结合脉冲多普勒雷达工作体制,利用干扰信号和目标信号时域差异,提出了一种基于负熵检测的粒子滤波干扰抑制算法。首先,通过粒子滤波进行干扰抑制,该步利用各粒子权值的异常变化检测出干扰信号并进行抑制;其次,利用奇异谱负熵对滤波结果进行检测,对存在的小干扰信号进行二次干扰抑制,使干扰信号不再与匹配滤波器匹配,从而达到抑制干扰的目的。最后,仿真结果表明,本文算法具有较高的目标检测概率,达到较好的干扰抑制效果。

灰色卡尔曼滤波的主瓣移动干扰抑制方法1585-1592

摘要：现有的基于和差通道的主瓣干扰对消技术中对消通道间的比例系数多采用维纳滤波的方法进行估计,然而维纳滤波仅适用于平稳随机信号的估计,即该方法仅在干扰源静止的条件下有效,但是当干扰源处于移动过程中时,干扰信号为非平稳随机信号,此时维纳滤波的方法便失去作用。为此,本文提出了一种基于灰色卡尔曼滤波的主瓣移动干扰抑制方法。该方法采用基于灰色模型的卡尔曼滤波器对相消通道间的比例系数进行预测,能够有效地消除移动主瓣干扰。

信号处理杂志综述

雷达有源干扰识别技术研究现状与发展趋势1593-1601

摘要：有源干扰识别是现代雷达主要发展的抗干扰手段。本文首先系统介绍了近年来新型有源干扰手段及其特点,并对传统的有源干扰分类进行相应的补充。其次,分别从有源干扰特征分析、特征提取与选择、分类器设计等重点研究方向全面梳理了国内外关于相关研究的文献,最后分析了目前有源干扰识别技术的研究不足并对其发展趋势进行了预测。

信号处理杂志应用

基于FrFT域滤波的灵巧噪声干扰抑制方法1602-1608

摘要：基于数字射频存储器（DRFM）的灵巧噪声干扰兼具压制式干扰效果和欺骗式干扰效果,难以被传统抗干扰方法有效抑制。针对这一问题,本文结合分数阶傅里叶变换（FrFT）与分数阶域滤波方法,提出了一种线性调频脉冲压缩雷达体制下的灵巧噪声干扰抑制方法。首先对接收信号进行分数阶傅里叶变换,随后根据发射信号在分数阶域的特征参数,设计分数阶域滤波器,对接收信号进行分数阶域滤波以滤除干扰,最后进行分数阶反变换还原目标信号。仿真结果表明,该方法能够对卷积噪声干扰与乘积噪声干扰两种典型的灵巧噪声干扰进行有效抑制,准确检测目标的位置。

联合多维特征的干扰识别技术研究1609-1615

摘要：干扰识别是通信电子防御系统的重要组成部分,针对复杂电磁环境的干扰识别问题,本文研究了联合多维特征的干扰识别技术,从时域、频域和变换域提取了一组对干扰参数、噪声敏感度低且复杂度较低的特征参数,给出了联合多维特征且基于决策树和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）的两种干扰识别器结构,并进行了干扰识别性能仿真对比分析。仿真结果表明,这两种识别器对典型电磁干扰均具有良好的识别性能,对于瞄准式干扰、部分频带噪声干扰、噪声调频干扰和脉冲干扰,二者识别性能很接近;对于梳状多音干扰和线性调频干扰,SVM识别器比决策树识别器具有更好的识别性能。

间歇采样重复转发式干扰特性分析1616-1624

摘要：间歇采样重复转发式干扰是一种新型相干干扰,它可以在脉冲压缩中获得部分增益,同时具有压制和欺骗两种干扰效果,对现代雷达构成了较大威胁。对干扰特性的充分了解是实现有效干扰辨识和对抗的前提。本文在介绍间歇采样重复转发干扰工作原理的基础上,首先对线性调频和相位编码两种信号下的干扰进行建模并推导了相应的脉压输出;其次,理论分析了干扰假目标的形成机理以及关键参数对干扰特性的影响;最后,通过仿真比较了不同信号下间歇采样重复转发式干扰对目标检测性能的影响。仿真结果表明,对于线性调频信号干扰效果表现为欺骗性,而对于相位编码信号干扰效果表现为压制性。

相控阵雷达抗混合干扰算法研究1625-1630

摘要：针对复杂环境中包含强压制式干扰与欺骗式干扰的混合干扰导致雷达抗干扰能力下降且目标检测不准确等问题,提出了一种基于旁瓣相消算法的抗混合干扰方法。通过分析相控阵雷达抗干扰技术的特点,发现将旁瓣相消算法可抑制压制式干扰的原理应用到各辅助通道信号传输过程中,能解决欺骗式干扰因压制式干扰功率过大而被淹没的问题,达到旁瓣匿影有效对抗欺骗式干扰的目的。通过仿真分析可知,该方法可有效降低混合干扰信号对雷达目标信号的影响,提高混合干扰环境下目标检测性能。

多源宽带干扰对多阵元GPS接收机干扰效能分析1631-1636

摘要：近年广泛使用的多阵元自适应调零天线抗干扰技术,大幅降低了单个GPS干扰源的干扰效能,如何对其实施有效干扰成为导航对抗的研究热点之一。本文首先使用干扰-信号比阈值分析了多阵元接收机失效机制,并使用单源干扰对其抗干扰效能进行了检验;其次建立了多源宽带高功率压制干扰模型,最后采用数值仿真研究了多源宽带高功率压制模式下,干扰4阵元线性约束最小方差（LCMV）自适应调零算法GPS接收机的工作效率。实验表明,采用本文所提方法布置的多源宽带高功率压制模式可以有效提升对多阵元GPS系统的干扰效能。

信号处理杂志短文与研究通讯

CPI回波Stretch处理雷达抗欺骗式干扰算法1637-1646

摘要：由于射频存储技术的飞速发展,转发式的欺骗干扰成为影响雷达精确跟踪的一大威胁。针对欺骗式干扰,本文提出了一种基于CPI回波的Stretch处理抗干扰算法,该算法利用前一个相干处理周期（CPI）跟踪得到的距离和速度值,估计当前CPI的时延和多普勒频率,构造基带回波并与当前接收到的CPI信号进行Stretch处理,将原本相干的目标信号与干扰信号从频域上分离,将处于高频处的干扰滤除,然后进行Stretch逆处理,恢复出只含有目标的信号,送入动目标检测（MTD）处理和恒虚警检测模块。仿真结果表明,采用本文所提出的抗干扰算法,在单个假目标干扰和密集欺骗式干扰的场景下,都可以有效抑制干扰,并且该算法在机动目标,多散射中心目标和多目标跟踪的情景下仍然适用,可以正确跟踪目标信号。

基于相位信息的非均匀包络未知脉冲边沿估计方法1647-1651

摘要：对脉冲边沿的估计一直是雷达、电子侦察等领域的重要课题,其结果直接影响雷达特征的提取。本文针对接收脉冲未知且包络非均匀、有剧烈起伏的情况,提出了一种基于相位信息的未知脉冲边沿估计方法。该方法利用信号和噪声相位的统计特性不同,通过计算接收信号的分段相位标准差将信号段和噪声段区分开来,从而得到脉冲边沿的粗估计;然后在粗估计范围内对信号段进行滑窗检测,进而得到脉冲边沿的精确估计。理论分析和仿真结果表明,当脉冲包络起伏剧烈时,该算法可以有效解决传统脉冲边沿估计方法存在的脉冲分裂问题,且具有运算量小,精度较高的特点。

有源干扰感知的熵理论方法1652-1656

摘要：面对日益复杂的电磁环境,用户对干扰感知技术提出了更高的要求。本文采用一种基于熵理论的干扰感知方法,对六种常见的有源干扰（三种压制式干扰和三种欺骗式干扰）进行特征提取,通过仿真结果分析其在不同熵特征下的差异,得出了熵理论可用于干扰感知技术的结论。其中,信息熵和指数熵能够区分噪声调幅干扰,范数熵能够较好地区分三种压制式干扰和速度欺骗干扰;但三种熵理论方法均难以区分距离欺骗干扰和速度欺骗干扰。同时,通过比较三种熵理论特征提取方法的仿真时间,分析了三种特征提取方法的计算复杂度,得出了范数熵计算复杂度最低的结论。最后,通过朴素贝叶斯分类器确定了三种熵理论方法的识别率。