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专利名称：多周期相关抗同频干扰方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抗同频干扰方法及其装置，尤其是一种用于防止导航雷达之间的 同频干扰的多周期相关抗同频干扰方法及其装置。
背景技术：
随着电子技术的发展，电子设备分布的密度越来越高，电子设备之间的相互干扰 问题变得日益严重。特别是频率相同或接近的电子设备，当距离较近时产生的同频干扰相 当严重。例如，编队的船载导航雷达，同时开机时经常产生同频干扰(如图4所示)，在显 示器上出现大片的虚假目标，大大影响了雷达对目标的探测和跟踪，严重时雷达根本无法 正常工作。图4中显示的仅仅只是两条船的雷达相互之间的同频干扰，如果多条船上的雷 达一起开机时干扰会更厉害，在显示器上出现大片的虚假目标，大大影响了雷达对目标的 探测和跟踪，从而影响导航雷达的正常导航工作，严重时雷达根本无法正常工作。在已有技 术中，当导航雷达之间存在同频干扰的时候，常常采用变发射载频的方法来抗同频干扰。然 而，通过变发射载频的方法来抗同频干扰，在干扰不是很强的时候有一定的效果，但是如果 干扰较强时效果就不明显。同时，变发射机载频还要受到导航雷达带宽的限制。故此，采用 已有技术的变发射载频的方法来抗同频干扰，存在有在同频干扰较强时抗干扰效果差、易 受到导航雷达带宽限制等问题。

发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种多周期相关抗同频干 扰方法及其装置，以解决同种型号导航雷达或频率相近的不同型号导航雷达间的相互干扰 问题，提高抗干扰的效果。本发明为解决技术问题采用以下技术方案。多周期相关抗同频干扰方法，其特征是包括如下步骤a、输入信号的底部箝位首先对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入的模 拟视频信号稳定在一个固定的基线电平上；b、信号的模数转换及脉内积累将经过底部箝位的模拟视频信号转换为数字信 号，并对转换所得的数字信号进行脉内积累，获得积累信号；C、自动门限电平的确定在逆程固定的时间段内，检测出积累信号的噪声的平均 值，将噪声的平均值作为自动门限电平，并将自动门限电平设定为相关电平CL;d、根据预先设置的相关系数S、相关周期及基准时钟，进行信号的多周期相关处 理先将积累信号电平与相关电平CL相比较，产生相关脉冲CP ；对相关脉冲CP进行多周期 延时，并对不同周期、相同距离单元的积累信号获得的相关脉冲CP进行相关运算，若运算 结果与相关系数相符合，则判断该积累信号为目标信号，打开信号闸门让目标信号通过信 号闸门；若运算结果与相关系数不相符合，则判断该积累信号为干扰信号，关闭信号闸门以 阻断干扰信号的输出；若积累信号电平低于相关电平CL，使积累信号直接通过信号闸门；
e、数模转换和放大将多周期相关处理后获得的数字信号进行D/A转换并放大输 出ο本发明的多周期相关抗同频干扰方法的特点也在于所述步骤d中的信号的多周期相关处理过程如下(1)相关脉冲CP产生过程将积累信号电平与相关电平CL进行比较，若积累信号 电平大于相关电平CL，产生高电平1，反之则产生低电平0，由此产生相关脉冲CP ；(2)抽头延迟过程将产生的相关脉冲CP按照距离单元进行存贮，连续存贮同一 距离单元的N个周期的相关脉冲CP，将第N个周期的积累信号的相关脉冲记作CPn，其中N 为自然数，将N个周期的相关脉冲CP相继送入对应距离单元的存贮器，进行多周期抽头延 迟；(3)相关运算过程将当前周期的积累信号电平和相关电平CL进行比较，产生当 前周期的相关脉冲CPtl ；若当前周期的积累信号的相关脉冲CPtl为0，表明该积累信号电平 小于相关电平CL，这时使该积累信号直接通过信号闸门；若当前周期的积累信号的相关脉 冲CPtl不为0，读取存贮器中的同一距离单元的N个周期的相关脉冲，和当前周期的相关脉 冲CPtl进行累加获得累加值Σ CIV其中Σ CPn = CVCP1+-+CPn ；(4)相关比较及闸门控制过程将累加值Σ CPn与预设的相关系数S进行比较，当 Σ CPN ^ S时，将当前周期的积累信号判定为目标信号，控制信号闸门放行该积累信号；反 之，将信号判定为干扰信号，将信号闸门关闭以阻断干扰信号的输出，并另送一个噪声电平 给信号闸门。所述步骤e中在进行数模转换之前，先将多周期相关处理后获得的数字信号进行 跨周期视频积累，即将连续N个重复周期同一距离单元的视频回波叠加起来。采用反馈积累器对多周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累，所述 反馈积累器由单根延迟时间等于脉冲重复周期的延迟线组成。本发明还提供了 一种实施上述方法的装置。多周期相关抗同频干扰方法的装置，其特征是包括底部箝位电路，用于对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入信号稳定在一 个固定的基线电平上；A/D变换器，用于将经过底部箝位的模拟信号转换为数字信号；脉内 积累器，用于对A/D变换器转换所得的数字信号进行脉内积累并获得积累信号；噪声自动 检测器，用于在逆程固定的时间段内自动检测出噪声的平均值，并将平均值作为自动门限 电平；微处理器，用于实现信号的多周期相关处理过程的计算和控制；D/A变换器，用于将 多周期相关处理后获得的数字信号转换成模拟信号；视频放大器，用于放大D/A变换器输 出的模拟信号。本发明的多周期相关抗同频干扰方法的装置的特点也在于还包括视频积累器，用于对多周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积 累，并将跨周期视频积累获得的信号传送给D/A变换器。所述视频积累器为反馈积累器，反馈积累器由单根延迟时间等于脉冲重复周期的 延迟线组成。与已有技术相比，本发明有益效果体现在本发明中，原理是变同频干扰为异步干扰，通过多周期相关的方法，利用回波和干扰之间的相关性的不同来采取相关法进行信号处理，相关的判别原则可以灵活运用，根据 实际情况进行调整；为了防止相关处理对小目标的损失，在选取相关判别原则时，给定一 个门限，只有当信号大于这一门限才参与到相关的判别中去，如果小于门限就直接通过，这 样可以确保小信号不被损失。在采取抗同频干扰的同时，也可以对相关后的信号进行跨周 期积累从而对信号有一定的得益，这样就可以确保信号强度经过抗同频干扰方法后略有增 强。本发明采用多周期相关的方法处理雷达接收的信号，能够有效地解决同频干扰问题，可 以提高导航雷达的抗干扰性能，且可以不受导航雷达带宽限制。本发明尤其适用于防止导航雷达之间的同频干扰。


图1为本发明的多周期相关抗同频干扰方法的流程图。图2为本发明的多周期相关抗同频干扰装置的结构框图。图3为本发明的多周期相关抗同频干扰方法的抽头延迟过程的示意图。图4为处于同频干扰状态的雷达的干扰视频画面。图5为处于同频干扰状态的雷达采用本发明进行抗干扰处理后获得的视频画面。附图2中标号1底部箝位电路，2A/D变换器，3脉内积累器，4噪声自动检测器，5 微处理器，6视频积累器，7D/A变换器，8视频放大器。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式参见图1，多周期相关抗同频干扰方法，其特征是包括如下步骤a、输入信号的底部箝位首先对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入的模 拟视频信号稳定在一个固定的基线电平上；b、信号的模数转换及脉内积累将经过底部箝 位的模拟视频信号转换为数字信号，并对转换所得的数字信号进行脉内积累，获得积累信 号；积累信号为数字信号，用以补偿因接收系统带宽与信号带宽失匹造成的信号损失；C、 自动门限电平的确定在逆程固定的时间段内，检测出积累信号的噪声的平均值，将噪声的 平均值作为自动门限电平，并将自动门限电平设定为相关电平CL;所述逆程固定的时间段 是指发射机不发射信号的时间，也可叫做休止期；具体实施时，若自动门限电平作为相关电 平CL不符合要求，还可由工作人员通过输入设备自行设定相关电平CL ;d、根据预先设置的 相关系数S、相关周期及基准时钟，进行信号的多周期相关处理先将积累信号电平与相关 电平CL相比较，产生相关脉冲CP ；对相关脉冲CP进行多周期延时，并对不同周期、相同距 离单元的积累信号获得的相关脉冲CP进行相关运算，若运算结果与相关系数相符合，则判 断该积累信号为目标信号，打开信号闸门让目标信号通过信号闸门；若运算结果与相关系 数不相符合，则判断该积累信号为干扰信号，关闭信号闸门以阻断干扰信号的输出；若积累 信号电平低于相关电平CL，使积累信号直接通过信号闸门；e、数模转换和放大将多周期 相关处理后获得的数字信号进行D/A转换并放大输出。所述步骤d中的信号的多周期相关处理过程如下(1)相关脉冲CP产生过程将积累信号电平与相关电平CL进行比较，若积累信号 电平大于相关电平CL，产生高电平1，反之则产生低电平0，由此产生相关脉冲CP ；
(2)抽头延迟过程将产生的相关脉冲CP按照距离单元进行存贮，连续存贮同一 距离单元的N个周期的相关脉冲CP，将第N个周期的积累信号的相关脉冲记作CPn，其中N 为自然数且N > 1，将N个周期的相关脉冲CP相继送入对应距离单元的存贮器，进行多周期 抽头延迟；在图3中，在当前周期信号的相关脉冲CPtl到达信号闸门的相同时刻，存储的8个 周期的相关脉冲CP1 CP8同时也从数字延迟线中读出，即9个周期信号的相关脉冲CPtl CP8在同一时刻到达信号闸门；(3)相关运算过程将当前周期的积累信号电平和相关电平CL进行比较，产生当 前周期的相关脉冲CPtl ；若当前周期的积累信号的相关脉冲CPtl为0，表明该积累信号电平 小于相关电平CL，这时使该积累信号直接通过信号闸门；若当前周期的积累信号的相关脉 冲CPtl不为0，读取存贮器中的同一距离单元的N个周期的相关脉冲，和当前周期的相关脉 冲CPtl进行累加获得累加值Σ CPN(，其中Σ CPn = CVCP1+-+CPn)；(4)相关比较及闸门控制过程将累加值Σ CPn与预设的相关系数S进行比较，当 Σ CPn ^ S时，将当前周期的积累信号判定为目标信号，控制信号闸门放行该积累信号；反 之，将信号判定为干扰信号，将信号闸门关闭以阻断干扰信号的输出，并另送一个噪声电平 给信号闸门。在所述步骤e中在进行数模转换之前，先将多周期相关处理后获得的数字信号进 行跨周期视频积累，即将连续N个重复周期同一距离单元的视频回波叠加起来。优选采用 反馈积累器对多周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累，所述反馈积累器由 单根延迟时间等于脉冲重复周期的延迟线组成。多周期相关抗同频干扰方法的装置，包括 底部箝位电路1，用于对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入信号稳定在一个固定的 基线电平上；A/D变换器2，用于将经过底部箝位的模拟信号转换为数字信号；脉内积累器 3，用于对A/D变换器转换所得的数字信号进行脉内积累并获得积累信号；噪声自动检测器 4，用于在逆程固定的时间段内自动检测出噪声的平均值，并将平均值作为自动门限电平； 微处理器5，用于实现信号的多周期相关处理过程的计算和控制；D/A变换器7，用于将多周 期相关处理后获得的数字信号转换成模拟信号；视频放大器8，用于放大D/A变换器输出的 模拟信号。多周期相关抗同频干扰方法的装置，还可包括视频积累器6，用于对多周期相关 处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累，然后将跨周期视频积累获得的信号传送给D/ A变换器7，再进行数模转换和信号放大输出。所述视频积累器(6)优选为反馈积累器，反 馈积累器由单根延迟时间等于脉冲重复周期的延迟线组成。为了弥补目标的损失，尽一切可能提高目标信号的信噪比。从时域上来说，积累是 将连续N个重复周期同一距离单元的视频回波叠加起来，因此积累器实现脉冲串积累。采 用单根延迟时间等于脉冲重复周期的延迟线组成反馈积累器，每次新的回波和积累器中过 去各次扫掠回波的和值相加形成新积累值。这种积累是一种加权积累，可提高信噪比，给信 号带来积累增益。本发明的装置采用数字式延迟相关抗异步干扰，首先进行信号的模数变换。由于 正常接收机送来的正常视频信号由隔直流电容耦合而来，天线扫掠到不同方位时，因回波 起伏，导致信号的平均电平随方位变化，信号平均电平叠加在A/D变换器的输入电平上，由 于平均电平的变化，可能引起A/D变换器溢出，因此必须稳定信号底部电平。为了和发射脉 宽统一，将转换成的数字信号进行脉内积累从而保证整机的距离分辨率。根据雷达可变重频范围及天线水平波束宽度，设计相关脉冲周期数，选择合适的相关系数，增强雷达抗干扰 能力。当多船编队时，由于重复频率差小、干扰脉冲较宽，可以加大相关系数达到消除干扰 的目的。现以9周期信号、相关系数为4为例，进行具体说明抗同频干扰方法的信号相关的 整个过程1、先根据雷达所使用的环境和增益等情况，进行相关电平CL的预置，以便于在后 续过程中产生相关脉冲，相关电平CL 一般稍大于噪声电平；相关电平CL可以是自动设置的 自动门限电平，也可由工作人员通过输入设备来设定；2、将输入信号的积累信号和相关电平CL进行比较，若积累信号大于相关电平CL， 则产生高电平1，反之则产生低电平0，由高电平1和低电平0构成相关脉冲CP ；3、将产生的相关脉冲CP按照距离单元进行存贮，对于每个距离单元，连续存贮8 个周期的积累信号的相关脉冲CP1 CP8 ；4、将当前周期的积累信号和相关电平CL进行比较，产生当前周期的相关脉冲CPtl, 同时从存贮器里调出前8个周期对应距离单元的相关脉冲进行累加，得出累加值Σ CPn, Σ CPn = CPc^CP1+…+(Pn ；5、通过判别准则来判别信号还是干扰，判别准则可以根据不同的要求和不同的状 况进行灵活设置；若相关系数为4，意即判别准则为同一个距离单元9个周期里，只要有4 个周期的积累信号大于相关电平CL即判为目标回波，否则为干扰，也就是Σ CPN ^ 4就是 目标回波信号，Σ CPN < 4就是干扰信号。目标回波信号被允许通过信号闸门，进入下一步 的处理程序；而干扰信号则不被允许通过信号闸门，在检测到干扰信号的时候，给信号闸门 发送一个噪声电平。本方法主要是利用回波和干扰之间的相关性的不同，来采取相关法进行信号处 理。一般来说，回波信号的相关性要大于干扰的相关性。相关电平CL大小、相关系数的选 取和判别准则的制订，都可以根据实际情况和要求进行灵活调整。多周期相关积累脉冲损失，目标信号损失多少，直接与预置相关系数S有关，其损 失为S-1。例如相关系数选择为3，则在该信号出现前必须有两个“1”才能判为目标信号， 否则将判为干扰，而目标信号的第1脉冲和第2脉冲因不具备以上条件将被损失掉。因此 一般工作状态，相关系数的选择以能消除干扰为前提，相关系数选择越小越好，以减小信号 的损失。实践证明，本发明的抗同频干扰方法，可有效地去除同频干扰的信号(如图5)。本发明中，原理是变同频干扰为异步干扰，通过多周期相关的方法，利用回波和干 扰之间的相关性的不同来采取相关法进行信号处理，相关的判别原则可以灵活运用，根据 实际情况进行调整；为了防止相关处理对小目标的损失，在选取相关判别原则时，给定一 个门限，只有当信号大于这一门限才参与到相关的判别中去，如果小于门限就直接通过，这 样可以确保小信号不被损失。在采取抗同频干扰的同时，也可以对相关后的信号进行跨周 期积累从而对信号有一定的得益，这样就可以确保信号强度经过抗同频干扰方法后略有增 强。本发明采用多周期相关的方法处理雷达接收的信号，能够有效地解决同频干扰问题，可 以提高导航雷达的抗干扰性能，且可以不受导航雷达带宽限制。本发明尤其适用于防止导航雷达之间的同频干扰。
权利要求
1.多周期相关抗同频干扰方法，其特征是包括如下步骤a、输入信号的底部箝位首先对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入的模拟视 频信号稳定在一个固定的基线电平上；b、信号的模数转换及脉内积累将经过底部箝位的模拟视频信号转换为数字信号，并 对转换所得的数字信号进行脉内积累，获得积累信号；C、自动门限电平的确定在逆程固定的时间段内，检测出积累信号的噪声的平均值，将 噪声的平均值作为自动门限电平，并将自动门限电平设定为相关电平CL ；d、根据预先设置的相关系数S、相关周期及基准时钟，进行信号的多周期相关处理先 将积累信号电平与相关电平CL相比较，产生相关脉冲CP ；对相关脉冲CP进行多周期延时， 并对不同周期、相同距离单元的积累信号获得的相关脉冲CP进行相关运算，若运算结果与 相关系数相符合，则判断该积累信号为目标信号，打开信号闸门让目标信号通过信号闸门； 若运算结果与相关系数不相符合，则判断该积累信号为干扰信号，关闭信号闸门以阻断干 扰信号的输出；若积累信号电平低于相关电平CL，使积累信号直接通过信号闸门；e、数模转换和放大将多周期相关处理后获得的数字信号进行D/A转换并放大输出。
2.根据权利要求1所述的多周期相关抗同频干扰方法，其特征是所述步骤d中的信号 的多周期相关处理过程如下(1)相关脉冲CP产生过程将积累信号电平与相关电平CL进行比较，若积累信号电平 大于相关电平CL，产生高电平1，反之则产生低电平0，由此产生相关脉冲CP ；(2)抽头延迟过程将产生的相关脉冲CP按照距离单元进行存贮，连续存贮同一距离 单元的N个周期的相关脉冲CP，将N个周期的相关脉冲CP相继送入对应距离单元的存贮 器，进行多周期抽头延迟，其中N为自然数；(3)相关运算过程将当前周期的积累信号电平和相关电平CL进行比较，产生当前周 期的相关脉冲CPtl ；若当前周期的积累信号的相关脉冲CPtl为0，表明该积累信号电平小于 相关电平CL，这时使该积累信号直接通过信号闸门；若当前周期的积累信号的相关脉冲CPtl 不为0，读取存贮器中的同一距离单元的N个周期的相关脉冲，和当前周期的相关脉冲CPtl 进行累加获得累加值Σ CPn，其中N为自然数，Σ CPn = CVCP1+-+CPn ；(4)相关比较及闸门控制过程将累加值ΣCPn与预设的相关系数S进行比较，当 Σ CPn ^ S时，将当前周期的积累信号判定为目标信号，控制信号闸门放行该积累信号；反 之，将信号判定为干扰信号，将信号闸门关闭以阻断干扰信号的输出，并另送一个噪声电平 给信号闸门。
3.根据权利要求1所述的多周期相关抗同频干扰方法，其特征是所述步骤e中在进行 数模转换之前，先将多周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累。
4.根据权利要求3所述的多周期相关抗同频干扰方法，其特征是采用反馈积累器对多 周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累，所述反馈积累器由单根延迟时间等 于脉冲重复周期的延迟线组成。
5.一种根据权利要求1所述的多周期相关抗同频干扰方法的装置，其特征是包括底部箝位电路(1)，用于对输入的模拟视频信号进行底部箝位，使输入信号稳定在一个固定的基线电平上；A/D变换器O)，用于将经过底部箝位的模拟信号转换为数字信号；脉内积累器(3)，用于对A/D变换器转换所得的数字信号进行脉内积累并获得积累信号；噪声自动检测器G)，用于在逆程固定的时间段内自动检测出噪声的平均值，并将平均 值作为自动门限电平；微处理器(5)，用于实现信号的多周期相关处理过程的计算和控制；D/A变换器(7)，用于将多周期相关处理后获得的数字信号转换成模拟信号；视频放大器(8)，用于放大D/A变换器输出的模拟信号。
6.根据权利要求5所述的多周期相关抗同频干扰方法的装置，其特征是还包括视频积 累器(6)，用于对多周期相关处理后获得的数字信号进行跨周期视频积累，并将跨周期视频 积累获得的信号传送给D/A变换器(7)。
7.根据权利要求6所述的多周期相关抗同频干扰方法的装置，其特征是所述视频积累 器(6)为反馈积累器，反馈积累器由单根延迟时间等于脉冲重复周期的延迟线组成。
全文摘要
本发明公开了一种多周期相关抗同频干扰方法及其装置，方法包括模拟信号的底部箝位、信号的模数转换及脉内积累、自动门限电平的确定、数字信号的多周期相关处理、数字信号的跨周期视频积累和数模转换和放大等过程；装置包括底部箝位电路、A/D变换器、脉内积累器、噪声自动检测器、微处理器、视频积累器、D/A变换器和视频放大器。本发明尤其适用于防止导航雷达之间的同频干扰，具有可以提高导航雷达的抗干扰性能、可以不受导航雷达带宽限制等优点。
文档编号G01S7/38GK102123236SQ20101058839
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者刘中坤, 文晓明, 杨守峰, 王峰, 舒正亮, 陶烨 申请人:安徽博微长安电子有限公司