一种机载雷达信号抗干扰处理方法及系统

本技术涉及雷达信号抗干扰，尤其涉及一种机载雷达信号抗干扰处理方法及系统。

背景技术：

1、在机载雷达探测与电子侦察领域，雷达系统常需要在高度动态且密集的人工电磁干扰环境中执行对空目标搜索与跟踪任务，系统维持连续且精准的态势感知能力是保障平台生存力的核心关键。随着现代电磁干扰技术的不断演进，干扰信号呈现出空时频多维复杂性，不仅在频率上表现为快速跳频或宽带压制，在空间分布上亦具有极强的非均匀性，且伴随着极高的瞬态突发特性，这使得传统的雷达系统在主动辐射信号周期内往往难以实现对突发干扰电磁环境的实时解构与捕获，导致系统长期处于被动防御状态，面临严重的信息获取盲区。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种机载雷达信号抗干扰处理方法及系统，旨在解决机载雷达在复杂多变电磁环境下，因干扰感知滞后、目标探测灵敏度下降与抗干扰能力受限的技术问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种机载雷达信号抗干扰处理方法，包括：

3、实时计算在无信号回波区域得到的电磁环境噪声协方差矩阵的特征值变化梯度，当其超过预设瞬态变化率阈值时，在相邻发射脉冲间插入无源纯侦听窗，通过所述无源纯侦听窗提取干扰频带加权矢量；

4、将所述干扰频带加权矢量作为频域阻带约束条件构建多维非凸联合优化目标函数，根据当前雷达处理器实时算力负载率动态配置交替方向乘子法的收敛门限，基于所述目标函数和所述收敛门限，获得满足恒模约束的数字基带波形；

5、对所述数字基带波形进行非线性预失真补偿，经射频功率放大器进行发射；

6、响应于接收到的回波数据，通过多相滤波器组将所述回波数据切分为多个子带回波通道，接收阵列对所述回波数据进行空间谱估计确定干扰入射方向，结合发射的波形在所述干扰入射方向上的旁瓣增益特性，对所述回波数据执行目标子带的空时对消处理，输出纯净雷达目标回波。

7、可选地，所述在相邻发射脉冲间插入无源纯侦听窗，通过所述无源纯侦听窗提取干扰频带加权矢量的步骤，包括：

8、在插入所述无源纯侦听窗期间，控制雷达发射机处于物理静默状态，并开启雷达接收机全频带对空间电磁信号进行所述无源侦收；

9、从所述无源侦收到的空间电磁信号中提取出当前空间中干扰信号的中心频率和带宽；

10、根据提取出的所述中心频率和带宽，构造出对应的所述干扰频带加权矢量。

11、可选地，所述将所述干扰频带加权矢量作为频域阻带约束条件构建多维非凸联合优化目标函数的步骤中，包括：

12、获取雷达系统预设的具有理想自相关特性的参考波形；

13、通过待合成波形与所述参考波形之间的均方误差，结合系统预设的标量惩罚因子以及所提取的各个所述干扰频带加权矢量对待合成波形的谱约束惩罚项，构建所述多维非凸联合优化目标函数，以使所述待合成波形在所述干扰频带加权矢量对应的频段内形成能量零陷。

14、可选地，所述基于当前雷达处理器实时算力负载率动态配置交替方向乘子法的收敛门限，基于所述目标函数，生成满足恒模约束的数字基带波形的步骤，包括：

15、实时读取当前雷达处理器的算力负载率以及所述无源侦收到的干扰源移动角速度；

16、当所述算力负载率大于预设高负荷阈值或所述干扰源移动角速度大于高动态阈值时，降低所述交替方向乘子法的最大迭代次数并放宽所述收敛门限；

17、当所述算力负载率不大于所述预设高负荷阈值且所述干扰源移动角速度不大于所述高动态阈值时，收紧所述收敛门限，并在动态配置后的收敛门限下进行迭代运算以输出所述数字基带波形。

18、可选地，所述对生成的所述数字基带波形进行非线性预失真补偿，经射频功率放大器将波形辐射至空间的步骤，包括：

19、在所述数字基带波形输入数模转换器之前，针对射频功率放大器工作在饱和区固有的幅度及相位非线性失真效应，对所述数字基带波形进行反向的相位与幅度补偿计算；

20、将经过反向补偿计算后的波形经由所述数模转换器和所述射频功率放大器进行抑制非线性失真的转换，以将携带特定频域凹陷特征的电磁波真实辐射至空间中。

21、可选地，所述接收阵列对所述回波数据进行空间谱估计确定干扰入射方向，结合发射的波形在所述干扰入射方向上的旁瓣增益特性的步骤，包括：

22、基于空间谱估计确定残余非均匀干扰的空时入射方向，结合发射的波形在所述空时入射方向上的旁瓣分布特性，计算得到所述残余非均匀干扰的空时导向矢量；

23、基于所述空时导向矢量构造将信号分量投影至干扰子空间的投影算子。

24、可选地，将所述投影算子作用于接收到的回波数据以提取干扰分量，并将所述回波数据与所述干扰分量进行差值运算，通过移除所述回波数据中属于干扰子空间的投影分量，保留剩余的零空间分量，完成所述目标子带的空时对消处理。

25、可选地，所述对所述回波数据执行目标子带的空时对消处理的步骤中，包括：

26、获取低通原型滤波器，并按照预设的子带数量对所述低通原型滤波器的系数进行等间隔抽取，得到多个并行的多相分支滤波器；

27、将所述回波数据通过多通道延时换向器进行串并转换，以使各个并行通道的数据产生依次递增的单位延迟，并降采样至与所述子带数量对应的低速数据率；

28、将降采样后的各个通道数据输入对应的所述多相分支滤波器中进行并行卷积滤波；

29、在每个降采样输出时刻，对所有所述多相分支滤波器的输出数据进行快速傅里叶变换，通过旋转相位将各个通道信号调制到对应的物理频带上，合成为多个相互独立且连续拼接的子带数据；

30、将各个所述子带数据中，其频率范围与所述干扰频带加权矢量对应的频段存在交叠或落入所述频段内的子带数据，确定为所述目标子带。

31、第二方面，本技术提供一种机载雷达信号抗干扰处理系统，其特征在于，包括：

32、干扰频带加权矢量获取模块，其被配置为：实时计算电磁环境噪声协方差矩阵的特征值变化梯度，当其超过预设瞬态变化率阈值时，在相邻发射脉冲间插入无源纯侦听窗，通过所述无源纯侦听窗提取干扰频带加权矢量；

33、数字基带波形获取模块，其被配置为：将所述干扰频带加权矢量作为频域阻带约束条件构建多维非凸联合优化目标函数，基于当前雷达处理器实时算力负载率动态配置交替方向乘子法的收敛门限，基于所述目标函数，生成满足恒模约束的数字基带波形；

34、辐射模块，其被配置为：对生成的所述数字基带波形进行非线性预失真补偿，经射频功率放大器将波形辐射至空间；

35、纯净雷达目标回波模块，其被配置为：响应于接收到的回波数据，通过多相滤波器组将所述回波数据切分为多个子带回波通道，接收阵列对所述回波数据进行空间谱估计确定干扰入射方向，结合发射的波形在所述干扰入射方向上的旁瓣增益特性，对所述回波数据执行目标子带的空时对消处理，输出纯净雷达目标回波。

36、可选地，所述干扰频带加权矢量获取模块还被配置为：

37、在插入所述无源纯侦听窗期间，控制雷达发射机处于物理静默状态，并开启雷达接收机全频带对空间电磁信号进行所述无源侦收；

38、从所述无源侦收到的空间电磁信号中提取出当前空间中干扰信号的中心频率和带宽；

39、根据提取出的所述中心频率和带宽，构造出对应的所述干扰频带加权矢量。

40、本技术所能实现的有益效果：

41、本技术实施例提出的一种机载雷达信号抗干扰处理方法及系统，通过在相邻发射脉冲间实时动态插入无源侦听窗，克服了传统方法无法实时感知瞬态突发干扰的滞后性难题，实现了对电磁态势的精准捕捉。基于干扰信息的非凸联合优化波形设计，在确保发射机效率的前提下，在特定干扰频段生成了高深度的谱零陷，解决了传统波形无法在硬件约束下有效规避干扰的问题。引入非线性预失真补偿技术，有效抵消了高功率放大器在饱和区产生的频谱旁瓣回升效应，物理性地保护了精心设计的深零陷特征不被破坏，解决了现有技术中辐射信号零陷退化严重的问题。