阵列雷达抗干扰算法与性能探究

阵列雷达抗干扰算法与性能探究

李亚秋 田晓迪 孙墨祺 周雷

陕西黄河集团有限公司 陕西西安 710043

摘要：在当前的雷达无线通信领域中，抗干扰技术具有重要的地位，对于不同的应用场景，在实际使用过程中，需要进行有针对性的方案来解决，从而实现干扰抑制。将抗干扰抑制技术，应用于阵列雷达中使用，可以更加深入研究阵列雷达信号，并通过对抗干扰抑制和方向的研究，扩展了抗干扰算法。

关键词：阵列雷达；抗干扰算法；性能；探究

随着科技的不断发展，在信号处理技术方面，也得到了一定程度的发展，通过对相关理论的不断研究，使硬件技术得到了飞速发展，尤其是阵列信号处理技术，是当前信号理论研究的重点。通过相关技术的不断发展，该技术目前已经在多个方面上取得了一定成果，并广泛地应用于雷达和无线通信领域。由于阵列式信号处理，主要是应用于观测数据，并提取需要的信号和信息，所以在使用的过程中，很难避免那些有意无意的干扰，所以抗干扰技术，也是阵列信号处理中非常重要的研究内容。近年来对于干扰抑制方面的研究不断深入，所以许多学者加强了对相关理论的研究，通过抗干扰算法，可以起到有效的干扰抑制作用，同时获得良好的输出性能。

1背景分析

当前经济发展迅速，促进了科技的发展，在阵列信号处理技术方面，已经取得了一定成果。随着通信业的快速发展，这种技术被广泛地应用到通信领域中，而阵列信号的处理技术，主要是在观测数据中区提取信号，在这个过程中，会受到一些干扰。因此，抗干扰技术成为了阵列信号处理技术中，最为重要的内容。这种技术除了广泛地应用于通信业以外，也广泛地应用于阵列雷达领域中，主要是在抗干扰源中使用。在实际应用的过程中，信号环境有一定的复杂性，所以需要处理的数据较大，因为受到系统处理速度的影响，所以没有办法进行实时更新，因此都是采用批处理方式更新，这样的情况就会导致更新时间滞后的情况。如果干扰方向存在变化时，就会出现信息滞后情况，会导致数据信息失配，这些情况会使算法输出性能降低，从而使算法失效。在应用的过程中，期望的信号和相关参数，在一般情况下，很难精准获得，所以很容易存在估计误差，而期望的信号和导向量与真实导向量，会出现信息失配情况。如果干扰和噪声的协方差矩阵比较难获得，就会出现样本问题，因此要将信号优化。如果实际的期望信号，不能达到最优化，就会被干扰信号抑制，导致输出性下降的情况。因为目标参数具有不确定性，所以在信号传播时会有较大损耗，使得目标散射与多径情况出现，导致阵列误差的出现，从而存在一定的偏差。随着通信和雷达领域的发展，对无线电频谱需求不断增加，而移动设备呈现出爆炸式增长，使得频谱变的拥挤，在这样的形式下，只有运用更高的数据通信传播速率，才可以提供更好的服务。

2抗干扰算法和性能探究分析

2.1关于主瓣干扰抑制分析

目前在电子对抗领域中，关于主瓣干扰抑制的研究不断增加，所以很多学者认为，主瓣干扰抑制是通过理论研究和实验来验证的。在传统的自适应波束方案中，没有形成针对主瓣干扰抑制的方案，所以当这种干扰出现在区域内，传统的算法只可以形成一定的抑制作用，同时也有一定的输出性能。如果干扰落入了阵列波束主瓣区域，传统的算法就不适用了，而且会导致电平升高和波束畸变情况出现，这样会导致直向偏移情况，使雷达虚警情况多发，从而影响目标检测的准确性。对于这些情况，可以运用大孔径的辅助阵列，来实现对主瓣干扰的抑制，给予最小的MSE准则和最大的SINP准则，来实现对主瓣干扰的抑制，并提出了基于特征投影结合的协方差矩阵方式，来重新构建算法，从而实现主瓣干扰抑制作用，并且也对这种算法的复杂度，进行了相应的改进。

2.2干扰方向和扰动时的零陷宽展算法研究

干扰方向在空域中，存在扰动和干扰抑制，而且这种情况是不能被及时处理的，如果运用传统的方案，是不能保证干扰的有效抑制，针对这一情况，就需要采用零陷展宽理论。这种算法的思路，主要是在保证期望信号可以有效接收的前提下，来展宽自适用的波束，从而使方向图没有缺陷。在自适用权的向量方面，如果不能实现时，需要进行更新处理，也就是干扰方向发生抖动的情况下，是不会出现缺陷的，实现了对方向扰动干扰的抑制。零陷展算法，在本质上可以归纳到CMT范畴内，这种方法的基本思想是，利用空间拓展来干扰信号，并运用协方差矩阵来加权。通过这种方法，可以求得自适应权量的扩宽干扰零陷，并且可以修正和降低零陷深度，使得阵列输出成为SINR，这种方法可以有效地事先零陷展。运用矩阵锥化的展宽零陷，可以对其他区域，采取二次不等式约束，实现对方向图的控制。

2.3关于稳健波束形成的研究

在实际应用过程中，由于非理想因素，可以造成期望信号失配的情况，这种情况会对系统产生重要影响，所以许多学者对些情况展开了研究，并且许多的方法，都进行了充分的验证和评估。在理论研究过程中，主要是以加权单位阵对角进行加载，这样可以提高波束的稳健性。通过对角加载技术，可以在适合的场景中应用，而且具有良好的性能，而这种方法在实际的变形中应用较多。但是在使用过程中，这种方法会受到信号强度影响，尤其是在低信噪比的条件下，在目标子空间与噪声子空间之间，非常容易发生交叉情况，从而引起输出性能的下降。所以许多学者针对这一情况，提出了最差性的优化稳健波束形成方法，运用导向的向量不确定性，进行导向向量建模，并运用相位旋转的不变性，来求的最适应的权值。并且通过标准的Capon波束形成方法，对这种约束的不确定性来建模，从而求出最优权的向量。而有的学者，通过扩展相关的技术，研究了这种稳健波束性成理论，这种理论虽然还有一定的不确定性，但是实际应用中，在目标导向向量方面使用，误差很大的情况是非常低的。

结束语：

结合全文，对相关的背景进行分析，针对阵列雷达的干扰和抑制问题进行了研究，并对相关的性能，进行了简单的探究。随着我国科学技术的不断发展，对阵列雷达的干扰问题，应当给予充分的重视，并研究相关的抗干扰算法，不仅可以有效优化雷达系统，也促进了通信业的健康发展。

参考文献：

[1] 卢刘健. 阵列雷达天线抗干扰方法研究[D]. 哈尔滨工程大学, 2019,10:89-91.

[2] 陈玉玲. 稀布阵的超分辨算法和抗干扰研究[D]. 哈尔滨工业大学.2020,10:17-19

[3] 张弋阳. 基于辅助阵列的干扰抑制方法研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2019,12:56-58.