本發(fā)明屬于電磁信號(hào)處理，涉及一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法、系統(tǒng)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、電子探測技術(shù)具有探測距離遠(yuǎn)和隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠采用非合作的方式對(duì)較大范圍內(nèi)的電磁輻射源進(jìn)行可靠的參數(shù)測量、位置確定和屬性識(shí)別，是一種應(yīng)用范圍十分廣泛的空間態(tài)勢監(jiān)測手段。電子探測的對(duì)象包括雷達(dá)和各類通信終端等多類輻射源，通過截獲電子目標(biāo)向外輻射的電磁信號(hào)能量，據(jù)此測量其參數(shù)、確定其位置、識(shí)別其屬性和判斷其意圖等是智能化應(yīng)用領(lǐng)域使用非常廣泛的一類技術(shù)。作為電子探測系統(tǒng)的重要目標(biāo)對(duì)象，雷達(dá)輻射源在各智能應(yīng)用領(lǐng)域有越來越多的裝備和使用，廣泛應(yīng)用于解決目標(biāo)和環(huán)境探測等問題。

2、電子探測系統(tǒng)通過截獲脈沖體制的相參雷達(dá)向外輻射的脈沖列信號(hào)，借助信號(hào)參數(shù)測量獲得信號(hào)載頻、脈寬和脈幅等參數(shù)，隨后依據(jù)這些參數(shù)對(duì)截獲的脈沖列信號(hào)進(jìn)行聚類分選等預(yù)處理，最后利用預(yù)處理之后的信號(hào)解決雷達(dá)輻射源高精度定位等問題。由于電子探測信號(hào)處理問題大多數(shù)源于前沿應(yīng)用領(lǐng)域，例如智能汽車、無人機(jī)或其他智能應(yīng)用領(lǐng)域，其解決方案目前公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文較少，專門針對(duì)相參雷達(dá)的信號(hào)降噪問題的技術(shù)研究更是鮮有公開報(bào)道；而且由于雷達(dá)探測數(shù)據(jù)獲取困難，相關(guān)學(xué)術(shù)研究只能基于仿真數(shù)據(jù)完成，并不能真實(shí)、全面地反映實(shí)際電子探測數(shù)據(jù)的情況，據(jù)此提出的相參雷達(dá)信號(hào)降噪思路也難免有所偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述傳統(tǒng)方法中存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法、一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪系統(tǒng)以及一種雷達(dá)探測設(shè)備，能夠有效提高電子探測過程中相參雷達(dá)信號(hào)降噪效果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：

3、一方面，提供一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法，包括步驟：

4、獲取截獲的相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)；

5、對(duì)相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)進(jìn)行時(shí)域上的前后沿對(duì)齊，得到時(shí)域?qū)R后持續(xù)時(shí)長和采樣點(diǎn)數(shù)相等的多個(gè)脈沖信號(hào)；

6、計(jì)算多個(gè)脈沖信號(hào)的方差并根據(jù)方差進(jìn)行多個(gè)脈沖信號(hào)的幅度歸一化；

7、利用時(shí)域?qū)R和幅度歸一化后的多個(gè)脈沖信號(hào)構(gòu)建多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣；

8、對(duì)多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行子空間分解，提取最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量作為降噪后相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)的波形重建結(jié)果。

9、另一方面，還提供一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪系統(tǒng)，包括：

10、信號(hào)獲取模塊，用于獲取截獲的相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)；

11、信號(hào)對(duì)齊模塊，用于對(duì)相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)進(jìn)行時(shí)域上的前后沿對(duì)齊，得到時(shí)域?qū)R后持續(xù)時(shí)長和采樣點(diǎn)數(shù)相等的多個(gè)脈沖信號(hào)；

12、信號(hào)歸一化模塊，用于計(jì)算多個(gè)脈沖信號(hào)的方差并根據(jù)方差進(jìn)行多個(gè)脈沖信號(hào)的幅度歸一化；

13、矩陣構(gòu)建模塊，用于利用時(shí)域?qū)R和幅度歸一化后的多個(gè)脈沖信號(hào)構(gòu)建多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣；

14、分解重建模塊，用于對(duì)多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行子空間分解，提取最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量作為降噪后相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)的波形重建結(jié)果。

15、又一方面，還提供一種雷達(dá)探測設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)的基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法的步驟。

16、上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

17、上述基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法、系統(tǒng)和設(shè)備，通過首先依據(jù)不同脈沖信號(hào)之間的相干性最大準(zhǔn)則，對(duì)電子探測截獲的相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)進(jìn)行前后沿對(duì)齊，得到持續(xù)時(shí)長和采樣點(diǎn)數(shù)相等的多個(gè)脈沖信號(hào)，隨后計(jì)算各脈沖信號(hào)的方差用于實(shí)現(xiàn)多脈沖信號(hào)幅度的歸一化處理，接下來將預(yù)處理之后的多脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)向量并行排列構(gòu)成多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣，最后對(duì)該多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量即為相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)降噪處理之后的重建波形。

18、與直接基于原始采樣脈沖列的相參雷達(dá)探測信號(hào)信息處理方法相比，引入子空間分解思想，很好地利用了相參脈沖列不同脈沖信號(hào)分量之間的相干性，極大地削弱了各脈沖采樣信號(hào)中隨機(jī)噪聲的干擾，有助于得到噪聲水平更低、保真度更高的雷達(dá)信號(hào)波形，對(duì)于提高雷達(dá)信號(hào)載頻、碼速率等參數(shù)的測量精度具有很大幫助。

技術(shù)特征：

1.一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法，其特征在于，對(duì)所述相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)進(jìn)行時(shí)域上的前后沿對(duì)齊的過程，包括：

3.一種基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪系統(tǒng)，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)對(duì)齊模塊包括：

5.一種雷達(dá)探測設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述的基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及基于子空間分解的雷達(dá)脈沖降噪方法、系統(tǒng)和設(shè)備，該方法通過首先依據(jù)不同脈沖信號(hào)之間的相干性最大準(zhǔn)則，對(duì)電子探測截獲的相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)進(jìn)行前后沿對(duì)齊，得到持續(xù)時(shí)長和采樣點(diǎn)數(shù)相等的多個(gè)脈沖信號(hào)，隨后計(jì)算各脈沖信號(hào)的方差用于實(shí)現(xiàn)多脈沖信號(hào)幅度的歸一化處理，接下來將預(yù)處理之后的多脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)向量并行排列構(gòu)成多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣，最后對(duì)該多脈沖采樣數(shù)據(jù)矩陣的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量即為相參雷達(dá)脈沖列信號(hào)降噪處理之后的重建波形。極大地削弱了各脈沖采樣信號(hào)中隨機(jī)噪聲的干擾，對(duì)于提高雷達(dá)信號(hào)載頻、碼速率等參數(shù)的測量精度具有很大幫助。

技術(shù)研發(fā)人員：劉嚴(yán),郭福成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍國防科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21