高频雷达抑制冲击干扰的研究与实验

高频雷达抑制冲击干扰的研究与实验

工作在高频波段的超视距雷达如何抑制雷电、无线电通信等信号的冲击干扰是目前国内外尚未解决的问题.本文首次揭示了这种干扰在雷达多普勒域存在的奇异性特征，并根据这种特征提出了在多普勒域检测冲击干扰的小波分析方法和高频雷达抑制冲击干扰的方案.现场实验结果表明这种方法简便有效.本文从理论上解决了在窄带相关系统中检测冲击干扰的问题，工程上实现了高频雷达对冲击干扰的抑制，从而提高了这种雷达的生存能力.
　　关键词:高频雷达；多普勒信号；小波变换

An Approach and Experiment of Suppressing Burst Interference in High-Frequency Radar

QUAN Tai-fan,LI Jian-wei,YU Chang-jun,WANG Hui,MA Zi-long
(Research Institute of Electronics Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

　　Abstract:How to suppress the burst interference in HF(High Frequency) radar,caused by lightning and short wave communication,is an unsolved problem in the world.This paper for the first time reveals the singularity characteristic of burst interference showed in Doppler domain.According to this characteristic,an approach to detect the burst interference in Doppler domain using wavelet analyzing is presented and a scheme to depress the interference is given.Experiments of high frequency radar prove that this method is effective.This paper theoretically solves the problem of how to detect burst interference in narrow band system,and successively suppress this sort of interference in HF radar;thus enhances HF radar's surviving ability.
　　Key words:HF radar;Doppler signal;wavelet transform

一、引　　言
　　高频雷达(High Frequency Radar)主要应用于超视距目标的探测［1］，怎样抑制雷电、无线电通信信号对它造成的冲击干扰是一个受到广泛关注的问题.冲击干扰严重影响高频雷达检测信噪比，有时导致雷达不能正常工作.目前这个问题国内外尚未能解决.高频雷达属于窄带相关系统，它的系统带宽与信号带宽基本一致，由于冲击干扰信号在系统内部与回波信号占据同等的带宽，所以频谱分析方法不能将目标回波信号和冲击干扰加以区分，更不能抑制这种干扰.众所周知，小波变换理论是处理突变信号的有力工具，人们一直努力应用小波变换理论解决窄带相关系统中的冲击干扰问题，但是至今没有取得重大进展.其主要原因在于冲击干扰信号经过系统窄带平滑后失去了时间上的突变性质，系统记录的时域冲击信号已不再有明显的时域突变特征，因此用小波变换理论处理窄带系统内的时域信号显得毫无意义.窄带系统接收的冲击干扰是否真的失去了时间上的突变特征，如果没有失去这种特征，怎样利用小波变换理论进行检测成为了一个悬而未决的问题.
　　本文的理论分析揭示了这个问题的答案.通过提取、分析信号的多普勒信息，可以发现冲击干扰在信号的多普勒域仍然保留着明显的奇异特性征，这一特征是目标回波所没有的.根据冲击干扰的这一特点，本文提出了利用小波分析技术在回波信号的多普勒域中检测冲击干扰的方法，解决了窄带相关系统检测冲击干扰的问题，为高频雷达抑制雷电等信号的冲击干扰找到了理论依据，从而开辟了小波分析理论在窄带相关系统中应用的新途径.

二、冲击干扰在高频雷达多普勒域的奇异特征
　　高频雷达是窄带相关系统，采用距离门-多普勒信号处理方法.图1给出雷达系统的简单框图.