朱生睿 孫玨

（中國船舶重工集團(tuán)公司第七二三研究所 江蘇省揚(yáng)州市 225001）

1 概述

現(xiàn)有傳統(tǒng)的抗同頻干擾雖被廣泛應(yīng)用，但也有著明顯的缺陷，如需要多個(gè)周期比較，有一定的時(shí)延；在PRF 接近時(shí)類似同頻同步干擾，回波和干擾出現(xiàn)疊加無法分辨回波和干擾；對目標(biāo)的速度要求不能太快，需要外推算法否則距離單元的差異會導(dǎo)致誤判等等。介于傳統(tǒng)方法的同頻異步干擾抑制方法，下面主要根據(jù)二相碼脈壓雷達(dá)的特點(diǎn)，結(jié)合編隊(duì)中雷達(dá)調(diào)制信息的先驗(yàn)知識，研究兩種針對性更強(qiáng)的抑制干擾算法。

2 基于類解擴(kuò)的干擾抑制

編隊(duì)雷達(dá)的同頻異步干擾都是同型號己方設(shè)備的直達(dá)波，將其作為一種干擾的先驗(yàn)知識來構(gòu)建抗干擾措施，有著很好的特征針對性。以相位編碼雷達(dá)為例，不同雷達(dá)主要的調(diào)制區(qū)別在于編碼序列和子脈沖脈寬，這種調(diào)制先驗(yàn)信息則是是非常容易獲得的。

信號的擴(kuò)頻-解擴(kuò)手段將本是能量集中的信號擴(kuò)至頻帶內(nèi)傳播，接收后再處理將信號能量進(jìn)行聚集。相位編碼雷達(dá)的相位調(diào)制函數(shù)，可以看作是一種類似擴(kuò)頻的碼字，將本來單一載頻的窄脈沖進(jìn)行擴(kuò)頻。利用類似于解擴(kuò)的原理，對接收信號進(jìn)行一定的處理，在頻域解擴(kuò)后窄帶濾波實(shí)現(xiàn)干擾的識別抑制：

（1）由干擾先驗(yàn)知識構(gòu)建對應(yīng)調(diào)相函數(shù)，利用解擴(kuò)頻的方法，將干擾調(diào)相函數(shù)與接收信號相乘，使得接收信號中的對應(yīng)干擾分量從大TB 積的編碼信號轉(zhuǎn)換為單一載頻信號；

（2）獲得解擴(kuò)后的信號進(jìn)行FFT 變換至頻域，設(shè)計(jì)窄帶濾波去除單頻分量；

（3）濾波后信號通過IFFT 轉(zhuǎn)換回時(shí)域，然后再乘以干擾調(diào)相函數(shù)，將回波信號在時(shí)域復(fù)原；

（4）若有多個(gè)干擾信號，繼續(xù)獲取干擾對應(yīng)先驗(yàn)知識，重復(fù)前三步驟直到所有同頻異步干擾都被抑制。

通過文獻(xiàn)中修正傅里葉系數(shù)插值測頻法[1]可以對干擾多普勒頻率進(jìn)行量化，對抑制過程中的濾波可以提高精度。

仿真分析，雷達(dá)回波和干擾都采用調(diào)相序列為127 位的偽隨機(jī)的m 序列，回波碼元寬度0.2μs，干擾碼元寬度0.25μs，載頻均是5MHz，SNR=5dB，20MHz 采樣，干擾和信號比JSR=40dB。經(jīng)過干擾調(diào)相碼作為解擴(kuò)碼，再通過點(diǎn)頻濾波剔除干擾，抑制后的效果從圖1、圖2 可以看出，主副比近22dB，很容易實(shí)現(xiàn)信號提取。

圖1：未解擴(kuò)抑制干擾脈壓結(jié)果

圖2：解擴(kuò)抑制干擾脈壓結(jié)果

3 基于自適應(yīng)濾波的同頻干擾對消

下面我們看一種適用更廣泛的抗同頻干擾方法，設(shè)有干擾J1、J2，根據(jù)已知的干擾先驗(yàn)信息，可以構(gòu)建期望的干擾信號z(t)。圖3表示了采用自適應(yīng)對消法抑制干擾的原理，接收信號x(t)進(jìn)入主通道待處理。根據(jù)干擾的個(gè)數(shù)構(gòu)建對應(yīng)的期望信號，期望信號通過自適應(yīng)的濾波器輸出，如此形成一個(gè)干擾信號的參考通道，參考通道的個(gè)數(shù)與干擾個(gè)數(shù)相同。參考通道的輸出通過加法器疊加成一個(gè)期望信號y(t)，通過反饋的權(quán)值系數(shù)自適應(yīng)濾波器使得y(t)為最小均方差的輸出。最后通過與主通道相減實(shí)現(xiàn)對消。由于干擾期望信號和接收信號中的干擾只有能量和初相的區(qū)別，通過反饋系數(shù)調(diào)整自適應(yīng)濾波權(quán)值，很快就能使得y(t)逼近于干擾信號J。

圖3：自適應(yīng)對消原理框圖

自適應(yīng)濾波的調(diào)整依據(jù)，是需要使輸出信號的均方差最小。接收信號中的回波和干擾信號，與高斯白噪聲均不相關(guān)，并且高斯白噪聲E(n)=0，二相編碼雷達(dá)的編碼序列有著較好的正交性。將構(gòu)建的期望信號y=w1z1+w2z2代入整理可得：E(v2)≈E(s2)+E[(J1+J2-y)2]+σ2。對應(yīng)的自適應(yīng)濾波器不斷改變其權(quán)值，使得E(v2)取值最小，原回波信號s 不通過自適應(yīng)濾波器，高斯噪聲為常數(shù)，E(v2)的最小化。這種調(diào)整后使得y 在最小均方誤差的情況下，接近原接收信號中的干擾分量，此時(shí)的輸出v(t)相比于原接收信號已經(jīng)完成了干擾的抑制。

仿真分析，雷達(dá)回波和干擾都采用調(diào)相序列為127 位的偽隨機(jī)的m 序列，回波和干擾編碼序列近似正交，時(shí)間上兩個(gè)信號同時(shí)到達(dá)，有混疊在一起的部分?；夭ùa元寬度0.5μs，SNR=10dB。干擾碼元寬度分別為0.52μs 和0.55μs，干擾和信號比分別為JSR=36dB和JSR=38dB。載頻均是5MHz，125MHz 采樣?；夭ê? 個(gè)干擾的反饋系數(shù)分別為[1.1.0.0.1.0.1.1]、[1.1.1.1.0.1.1.1]、[1.0.0.1.1.1.0.1]，采用階數(shù)5 的RLS 算法處理。

直接脈壓處理結(jié)果如圖4所示，自適應(yīng)對消后脈壓結(jié)果如圖5所示。

圖4：直接脈壓處理結(jié)果

圖5：自適應(yīng)對消后脈壓結(jié)果

回波和干擾在中頻信號疊加后，直接進(jìn)行匹配濾波脈壓，由于干擾大功率的特征，無法對回波信號進(jìn)行提取。采用自適應(yīng)對消后的信號再進(jìn)行匹配濾波，回波信號近似有10dB 信噪比，對干擾的抑制有明顯效果。

4 結(jié)論

針對相位編碼體制的雷達(dá)，本文研究的兩種方法在獲取干擾先驗(yàn)后可精確識別抑制同頻干擾，尤其可以不依賴于干擾的異步特征，跟傳統(tǒng)的抗同頻異步干擾方法相比較，突破了對重頻、脈寬、周期數(shù)等多個(gè)限制束縛，抑制效果更理想，單周期處理的方法相比較于多周期時(shí)效性更強(qiáng)。