一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111736119 A(43)申请公布日 2020.10.02

(21)申请号 202010504120.0(22)申请日 2020.06.05

(71)申请人 西安电子科技大学

地址 710071 陕西省西安市太白南路2号(72)发明人 苏涛　黄明杰　董文杰　张轩瑞　(74)专利代理机构 西安睿通知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 61218

代理人 惠文轩(51)Int.Cl.

G01S 7/36(2006.01)G01S 7/28(2006.01)G01S 13/02(2006.01)

权利要求书2页 说明书7页 附图4页

CN 111736119 A(54)发明名称

一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法(57)摘要

本发明公开了一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，包括步骤：确定数字相控阵雷达的阵元数目，采用多路光纤通信和两个FPGA进行数据转发和处理；多路光纤数据进行对齐；在数字波束合成前进行通道校准，计算每个通道的误差补偿系数；根据每个通道的误差补偿系数进行数字波束合成；根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点；采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，以消除干扰信号。本发明能够在数字相控阵雷达上实现数字波束合成和自适应旁瓣相消的抗干扰处理，具有高速、并行和吞吐量大的特点，同时具有状态监测功能和灵活的波束加权，缩短了雷达抗干扰处理的开发和测试周期。

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权　利　要　求　书

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1.一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定数字相控阵雷达的阵元数目，采用多路光纤通信和两个FPGA进行数据转发和处理；在数字波束合成前对多路光纤数据进行对齐；

其中，两个FPGA分别为主FPGA和从FPGA；步骤2，在数字波束合成前进行通道校准，计算每个通道的误差补偿系数；步骤3，根据每个通道的误差补偿系数，进行数字波束合成；根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点；

步骤4，采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，以消除干扰信号，完成雷达抗干扰设计。

2.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述阵元数目为100-150，每个距离门合成波束的数目不大于120。

3.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述在数字波束合成前对多路光纤数据进行对齐，具体过程为：

1.1，判断光纤物理连接是否正常，若是，则转至1.2，否则，重新连接；其中，存在连续k个数据都是编码之内的值，判断光纤物理已经连接，240＜k＜260；1.2，光纤转发：采用fifo进行不同时钟的数据隔离，转发fifo在空闲期进行复位，使异常数据不在fifo中积累；

1.3，光纤同步：去除未连接光纤，将每路数据的随路时钟作为fifo写时钟，所有的读时钟统一；每路数据在有效时进入fifo，当所有数据都写入至少4个后，同时读出，完成同步；其中，fifo为先入先出队列，即按序执行。

4.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，步骤2包含以下子步骤：

2.1，在雷达系统开始工作之前进行通道校准，一路校准信号同时进入所有通道，校准信号在下变频和滤波后为直流；

2.2，对于每个通道，计算不同时刻的接收数据的均值，进而得到每个通道的相位和幅度；

2.3，选择某个通道为基准通道，计算剩余通道中每个通道与基准通道之间的相位差；计算每个通道对应相位差的共轭，得到对应的相位补偿系数；

2.4，以基准通道的幅度进行所有通道的幅度归一化，得到每个通道归一化后的幅度，取每个通道归一化后的幅度的倒数作为幅度补偿系数；

由相位补偿系数和幅度补偿系数组成误差补偿系数。

5.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，步骤4中，所述根据每个通道的误差补偿系数，进行数字波束合成，具体为：在数字波束合成时，采用每个通道的误差补偿系数对相应通道进行加权再进行数字波束合成。

6.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点，具体为：

3.1，数字波束合成后的数据具有有实部和虚部，先对每个距离门的数据实部和虚部分别求平方和，再对该频点信号求时间平均，作为当前频点的功率；

3.2，对于雷达的不同工作频点，重复步骤3.1，得到雷达所有工作频点的功率；

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3.3，在雷达的所有工作频点中，选择功率最大和最小的频点传输给频点切换装置；频点切换装置根据当前环境下的信号强度需求，选择功率最大或最小对应的频点为当前环境下的最佳工作频点。

7.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，具体为：

4.1，选择N个天线阵元为辅助天线，剩余的(M-N)个阵元波束合成后为主天线；其中，M为雷达的阵元总数，N为偶数，且2＜N＜10；4.2，在雷达的休止期进行旁瓣相消数据采集，采用N个辅助天线的旁瓣相消数据抵消主天线信号，使得信号输出的功率最小；

其具体过程为：

首先，雷达系统的输出为

Y为主通道数据，为

第n个辅助通道的最优权值wn的共轭，Xn为第n个辅助通道的数据，WH为最优权值组成的向量W的转置，X为N个辅助通道数据组成的向量；

其次，计算雷达系统输出的均方误差：

其中，E{}表示求期望，|·|为求模操作，

为主通道与辅助通道的互相关矩阵的共轭

转置，RXY为主通道与辅助通道的互相关矩阵，RXX为辅助通道的自相关矩阵；最后，求使均方误差最小的辅助通道最优权值，雷达正常工作期间，采用该辅助通道最优权值消除干扰信号，保留目标信号。

8.根据权利要求7所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述求使均方误差最小的辅助通道最优权值，具体过程为：通过均方误差的梯度为0，计算辅助通道最优权向量Wopt：

满足RXXWopt＝RXY的权值即为最优权向量。

9.根据权利要求1所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，雷达抗干扰处理中的数据交互过程为：在数字波束形成过程中，由DSP芯片将每个通道的权系数传输给主FPGA，再由主FPGA传输给从FPGA，两个FPGA共同完成一个距离门内的波束合成；在自适应旁瓣相消时，从FPGA进行主通道和辅助通道的互相关计算，并将计算结果发送到主FPGA，再由主FPGA进行自相关和互相关的数据整合，发送给DSP芯片。

10.根据权利要求1-8任一项所述的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，其特征在于，所述相控阵雷达系统还包括方向图监测模块和通道监测模块，所述方向图监测模块用于监控通道校准的效果和波束合成系数，且监测结果作为实际跟踪效果的衡量依据；所述通道监测模块用于定位信号发射和信号接收部件的异常。

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一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法

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技术领域

[0001]本发明涉及数字相控阵雷达技术领域，具体涉及一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，即一种轻型、高机动的搜索跟踪一体化雷达平台的抗干扰处理设计方法，可以实现全空域搜索目标，精确跟踪指定目标。背景技术

[0002]脉冲相控阵是现代雷达中最重要的体制。它的天线阵由若干基阵天线按照一定的顺序和形状排列而成。每个基阵天线配置有自己的控制系统。雷达通过精细化调整每个基阵天线的相位分量，使天线整体阵面遵循干涉原理合成符合功能要求的波束。相比其他体制雷达，脉冲相控阵一般有更强的抗干扰能力、更远的探测距离。数据量和运算量一般较大，在相同的时间内，可以为后端提供更多的信息。[0003]抗干扰是雷达必备的一项功能。干扰按照能量来源可以分为有源干扰和无源干扰。敌方产生的压制性有源干扰可以从天线波束的旁瓣进入，淹没主瓣中的目标信息。现代相控阵雷达大多数采用自适应旁瓣相消处理来降低干扰的影响，又被称为干扰方向置零。在不同的环境中，也存在着或多或少的无源干扰，一般是电磁波的散射、反射和折射造成。环境改变时，一般要根据不同工作频点的干扰功率来重新选择干扰最小的工作频点。[0004]提升相控阵雷达信号处理能力和抗干扰能力是设计雷达处理方法的不断追求，同时也要兼顾工程实践的要求，缩短开发、测试周期。发明内容

[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，本发明能够在数字相控阵雷达上实现数字波束合成和自适应旁瓣相消的抗干扰处理，具有高速、并行和吞吐量大的特点，同时具有完整的状态监测功能和灵活的波束加权，缩短了雷达抗干扰处理的开发和测试周期。[0006]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。[0007]一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，包括以下步骤：[0008]步骤1，确定数字相控阵雷达的阵元数目，采用多路光纤通信和两个FPGA进行数据转发和处理；在数字波束合成前对多路光纤数据进行对齐；[0009]其中，两个FPGA分别为主FPGA和从FPGA；[0010]步骤2，在数字波束合成前进行通道校准，计算每个通道的误差补偿系数；[0011]步骤3，根据每个通道的误差补偿系数，进行数字波束合成；根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点；[0012]步骤4，采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，以消除干扰信号，完成雷达抗干扰设计。[0013]进一步地，所述阵元数目为100-150，每个距离门合成波束的数目不大于120。[0014]进一步地，所述在数字波束合成前对多路光纤数据进行对齐，具体为：

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1.1，判断光纤物理连接是否正常，若是，则转至1.2，否则，重新连接；其中，存在连续k个数据都是编码之内的值，判断光纤物理已经连接，240＜k＜

260；

1.2，光纤转发：采用fifo进行不同时钟的数据隔离，转发fifo在空闲期进行复位，

使异常数据不在fifo中积累；[0018]1.3，光纤同步：去除未连接光纤，将每路数据的随路时钟作为fifo写时钟，所有的读时钟统一；每路数据在有效时进入fifo，当所有数据都写入至少4个后，同时读出，完成同步。fifo为先入先出队列，即按序执行。[0019]进一步地，步骤2包含以下子步骤：[0020]2.1，在雷达系统开始工作之前进行通道校准，一路校准信号同时进入所有通道，校准信号在下变频和滤波后为直流；[0021]2.2，对于每个通道，计算不同时刻的接收数据的均值，进而得到每个通道的相位和幅度；

[0022]2.3，选择某个通道为基准通道，计算剩余通道中每个通道与基准通道之间的相位差；计算每个通道对应相位差的共轭，得到对应的相位补偿系数；[0023]2.4，以基准通道的幅度进行所有通道的幅度归一化，得到每个通道归一化后的幅度，取每个通道归一化后的幅度的倒数作为幅度补偿系数；[0024]由相位补偿系数和幅度补偿系数组成误差补偿系数。[0025]进一步地，所述根据每个通道的误差补偿系数，进行数字波束合成，具体为：在数字波束合成时，采用每个通道的误差补偿系数对相应通道进行加权再进行数字波束合成。[0026]进一步地，所述根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点，具体为：[0027]3.1，数字波束合成后的数据具有有实部和虚部，先对每个距离门的数据实部和虚部分别求平方和，再对该频点信号求时间平均，作为当前频点的功率；[0028]3.2，对于雷达的不同工作频点，重复步骤3.1，得到雷达所有工作频点的功率；[0029]3.3，在雷达的所有工作频点中，选择功率最大和最小的频点传输给频点切换装置；频点切换装置根据当前环境下的信号强度需求，选择功率最大或最小对应的频点为当前环境下的最佳工作频点。[0030]更进一步地，所述采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，具体为：[0031]4.1，选择N个天线阵元为辅助天线，剩余的(M-N)个阵元波束合成后为主天线；[0032]其中，M为雷达的阵元总数，N为偶数，且2＜N＜10；[0033]4.2，在雷达的休止期进行旁瓣相消数据采集，采用N个辅助天线的旁瓣相消数据抵消主天线信号，使得信号输出的功率最小；[0034]其具体过程为：

[0017][0035]

首先，雷达系统的输出为Y为主通道数据，

为第n个辅助通道的最优权值wn的共轭，Xn为第n个辅助通道的数据，WH为最优权值组成的向量W的转置，X为N个辅助通道数据组成的向量；

[0036]其次，计算雷达系统输出的均方误差：

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其中，σ(W)表示以W为自变量的均方误差，E{}表示求期望，|·|为求模操作，

为主通道与辅助通道的互相关矩阵的共轭转置，RXY为主通道与辅助通道的互相关矩阵，RXX

为辅助通道的自相关矩阵；[0039]最后，求使均方误差最小的辅助通道最优权值，雷达正常工作期间，采用该辅助通道最优权值消除干扰信号，保留目标信号。[0040]更进一步地，通过均方误差的梯度为0，计算辅助通道最优权向量Wopt：

[0041]

满足RXXWopt＝RXY的权值即为最优权向量。[0043]进一步地，雷达抗干扰处理过程中的数据交互过程为：在数字波束形成过程中，由DSP芯片将每个通道的权系数传输给主FPGA，再由主FPGA传输给从FPGA，两个FPGA共同完成一个距离门内的波束合成；在自适应旁瓣相消时，从FPGA进行主通道和辅助通道的互相关计算，并将计算结果发送到主FPGA，再由主FPGA进行自相关和互相关的数据整合，发送给DSP芯片。

[0044]进一步地，所述相控阵雷达系统还包括方向图监测模块和通道监测模块，所述方向图监测模块用于监控通道校准的效果和波束合成系数，且监测结果可以作为实际跟踪效果的衡量依据；所述通道监测模块用于定位信号发射和信号接收部件的异常。[0045]与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0046]本发明在数字相控阵雷达上实现数字波束合成和自适应旁瓣相消等抗干扰处理，通过最佳工作频点选取和休止期的自适应旁瓣相消，实现干扰信号的消除；硬件上采用两个FPGA协同处理，实现大数据率的处理，具有高速、并行和吞吐量大的特点，同时具有完整的状态监测功能和灵活的波束加权，缩短了开发和测试周期。附图说明

[0047]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0048]图1是本发明一种相控阵雷达抗干扰处理的设计方法的流程图；

[0049]图2是本发明实施例的一种相控阵雷达抗干扰处理的数据处理流程图；[0050]图3是本发明实施例的通道校准结构简图；

[0051]图4是本发明实施例的自适应旁瓣相消系统框图；[0052]图5是本发明实施例的数字波束形成原始方向图；[0053]图6是本发明实施例的自适应旁瓣相消后的方向图。

具体实施方式

[0054]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。[0055]参考图1，本发明提供的相控阵雷达抗干扰处理的设计方法，包括以下步骤：[0056]步骤1，确定数字相控阵雷达的阵元数目，采用多路光纤通信和两个FPGA进行数据

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转发和处理；在数字波束合成前对多路光纤数据进行对齐；[0057]其中，两个FPGA分别为主FPGA和从FPGA；[0058]具体地，为了获得更好的数字波束合成指向，数字相控阵雷达的阵元数目比较多，本发明拟定阵元数目在一百到一百五之间。波束合成前数据率很高，一般采用多路光纤通信和FPGA高速收发器的组合来满足高数据率的要求。为了获得高精度的角度信息，拟定每个距离门合成120个波束。波束合成处理的运算资源需求很大，需要两个FPGA共同完成。这种硬件平台增加了波束形成前原始数据转发的功能。多路光纤数据存在延迟，需要在波束合成前对齐。

[0059]如图2所示，本发明中的数据处理流程为：数据由多路光纤传输，与主FPGA连接；主FPGA接收到光纤数据的同时转发给从FPGA，主从两个FPGA同时进行多路数据同步；同步后的数据与自检数据二选一进行数据解析，得到相关控制信号。[0060]在通道校准时，解析后的数据求均值后传给DSP(数字信号处理)芯片，在DSP中计算通道校准系数，通道校准系数与DBF(数字波束合成)系数结合后，回传给FPGA，通过系数分发和数据交互，在DBF系数模块存储。[0061]在工作频点选择时，解析后的数据在AFT(自动频率跟踪)模块中计算得到最大功率频点和最小功率频点。在正常工作时，解析后的数据进行缓存并转换时钟后进行DBF运算，运算结果通过VPX总线输出。在旁瓣相消时，解析后的辅助通道数据与DBF的主通道数据通过数据交互整合，求出自相关和互相关后传给DSP，DSP求出辅助通道的最优权后，更新DBF系数。方向图监测时DBF结果求均值后通过串口输出。[0062]具体的对齐过程包含光纤接收、转发与同步。[0063]首先，进行光纤物理连接的判断，未连接的光纤为乱码，可能出现8b/10b编码之外的值，只要有连续250个数据都是编码之内的值，就可以认为光纤物理上已经连接。[0064]其次，转发时的时钟不同，采用fifo进行数据隔离，为了增加异常状态的恢复能力，转发fifo在空闲期进行复位，保证异常数据不会在fifo中积累。[0065]最后，物理未连接的光纤，会影响正常光纤的同步，所以要根据之前的物理连接的判断结果，在同步处理中将未连接光纤排除。光纤数据同步时，将数据各自的随路时钟作为fifo写时钟，所有的读时钟统一。每路数据在有效时进入fifo，当所有数据都写入至少4个后，同时读出，完成同步。[0066]步骤2，在数字波束合成前进行通道校准，计算每个通道的误差补偿系数；[0067]雷达的空域回波到达阵面后，由阵元接收，经过接收通路到达采集口。由于接收通路的物理特性，信号经过每条接收通路后的相位变换不一致，而数字波束合成要排除接收通路对信号相位的影响。所以在波束合成前要进行通道误差补偿，这个误差在特定的时间内完成测量，最终应用在波束合成的系数中。[0068]通道校准结构如图3，正常工作时，空间电磁波由天线接收，进入接收网络。相控阵雷达接收网络中每个通道的相位延迟和幅度衰减不同，需要补偿每个通道的相位和幅度。因此，需要在接收数据前进行通道校准，消除通道间的相位和幅度差异。通道校准时，校准信号经过天线耦合线进入接收网络，所有通道收到的是同一个信号，通道的输出就可以反映通道的物理特性，即对相位和幅度影响。在后续的数字波束形成时，会用系数来补偿这些影响。

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具体地，通道校准在特定时间完成，此时一路校准信号同时进入所有接收通道，为

了减少资源占用，校准信号在下变频和滤波后为直流，采用通道求均值的方法，获得所有通道的相位信息。选择其中某个通道为基准通道，以此获得所有通道的相位差，相位差取共轭计算出相位补偿系数，同时以基准通道的幅度进行归一，取每个通道的幅度倒数作为幅度补偿系数。相位补偿和幅度补偿共同作用在波束合成系数中。

以三个通道为例，第一个通道的均值为

其中Xm为第一通道在m

其中Ym为第二通道在m时刻的数据。第三

其中Zm为第三通道在m时刻的数据。由于每个通道的均

其中A1，A2，A3分别为三个

[0070]

时刻的数据。第二个通道均值为个通道的均值为值为复数，也可以写成

通道的幅度，θθθ以第一个通道为基准，则C0C＝B，D0D＝B，其中1，2，3分别为三个通道的相位。C0，D0分别为第二通道和第三通道的补偿系数。由此得到

[0071]

步骤3，根据每个通道的误差补偿系数，进行数字波束合成；根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点；[0073]对于不同的环境，存在不同的干扰背景。雷达依次发射不同频点的特定信号，接收后进行法向合成，选出功率最大和最小的频点。实际应用中，某些环境存在频率管制，这时的最大和最小频点要根据管制信息选择。[0074]在数字波束合成时，采用每个通道的误差补偿系数对相应通道进行加权再进行数字波束合成。

[0075]进一步地，根据应用场景，选取当前环境下的最佳工作频点，具体为：[0076]3.1，数字波束合成后的数据具有有实部和虚部，先对每个距离门的数据实部和虚部分别求平方和，再对该频点信号求时间平均，作为当前频点的功率；[0077]3.2，对于雷达的不同工作频点，重复步骤3.1，得到雷达所有工作频点的功率；[0078]3.3，在雷达的所有工作频点中，选择功率最大和最小的频点传输给频点切换装置；频点切换装置根据当前环境下的信号强度需求，选择功率最大或最小对应的频点为当前环境下的最佳工作频点。例如，在某个空间存在各种电磁波的新环境，只进行信号接收，得到每个频点下接收到环境中电磁波的功率，此时希望环境的影响最小，则选择功率最小频点。或者在新环境中有确定的目标，则进行信号发射与接收，得到每个频点下接收到确定目标的功率，此时希望目标回波功率最大，则选择功率最大频点。[0079]步骤4，采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法进行自适应旁瓣相消，以消除干扰信号，完成雷达抗干扰设计。[0080]具体地，为了抑制从旁瓣进入的干扰，采用最小均方误差准则的开环旁瓣相消算法。所有天线阵元中选择4个天线为辅助天线，剩下的阵元波束合成后为主天线。算法的目标是用4个辅助天线的自由度去抵消主天线信号，使得信号输出的功率最小。从方向图上看，辅助天线的方向图与主天线方向图在干扰方向的增益很接近，具体接近程度反应了相

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[0072]

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消的效果。根据这样的准则，希望在旁瓣相消样本采集时，尽量获得更多干扰信号而避免目标信号，最符合这中要求的采样时间在雷达休止期。

[0081]最小均方误差准则下的开环自适应旁瓣相消结构如图4所示。在休止期，干扰通过主天线和辅助天线进入系统。主通道的样本Y与辅助通道的样本X进行最优权值计算，得到最优权W，此时的最优权使系统输出最小，即在干扰方向形成抑制。在工作期间，干扰和目标信号同时进入系统。辅助通道数据与最优权相乘累加后与主通道做差，由于最优权在干扰方向形成抑制，则保留了目标信号而消去了干扰。

[0082]

具体过程为：首先，雷达系统的输出为Y为

Xn为第n个辅助通道的数据，WH为最主通道数据，为第n个辅助通道的最优权值wn的共轭，优权值组成的向量W的转置，X为N个辅助通道数据组成的向量；[0083]其次，计算雷达系统输出的均方误差：

[0084][0085]

其中，σ(W)表示以W为自变量的均方误差，E{}表示求期望，|·|为求模操作，

为主通道与辅助通道的互相关矩阵的共轭转置，RXY为主通道与辅助通道的互相关矩阵，RXX为辅助通道的自相关矩阵；[0086]最后，求使均方误差最小的辅助通道最优权值，雷达正常工作期间，采用该辅助通道最优权值消除干扰信号，保留目标信号。即输出的均方误差最小，也就是干扰经过系统的输出最小，在这个准则下的辅助通道权值用在正常工作期间，可以将干扰消去，保留目标信号。

[0087]通过均方误差的梯度为0，计算辅助通道最优权向量Wopt：

[0088]

满足RXXWopt＝RXY的权值即为最优权向量。[0090]将旁瓣相消结果上报终端，在终端通过方向图监测模块和通道监测模块，方向图监测模块用于在不同工作频点，对通道校准系数与波束合成系数进行调整；通道监测模块用于快速定位异常通道，也可协助定位导致异常状态的环节，以缩短调试、测试周期。[0091]仿真实验

[0092]本发明的效果可通过以下仿真实验进一步说明。[0093]采用本发明方法进行雷达信号处理设计，仿真条件为：信噪比为30dB，信干比为-40dB，天线阵列为124个线性排列的天线，其中4个辅助天线。分别进行了不同样本点数与辅助天线不同位置的仿真，经过运算量与相消效果的综合考虑，选择样本点数为128，辅助天线位于阵列中部，即61，62，63，64位置。算法仿真的原始方向图如图5，图中实线为120阵元形成的主通道方向图，选取了-10°到10°放大。主瓣增益为41.58dB，第一旁瓣(-1.4°)增益为29.55dB，如果干扰从第一旁瓣进入，基本会淹没主瓣的目标信号。虚线为还未进行旁瓣相消的辅助通道方向图。

[0094]经过本发明进行旁瓣相消后的方向图如图6，图中实线为主通道方向图，与上图一致。虚线为辅助通道方向图，与图5相比，在第一旁瓣处(-1.4°)虚线和实线重合，意味着在这个方向上相减后的值很小。带星号实线为相消后的方向图，可以看到第一旁瓣(-1.4°)的

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[0089]

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增益为-21.42dB，相消后旁瓣增益下降了50dB左右。具体实现流程为，接收到休止期的128点样本后，先进行辅助通道自相关运算，运算结果存储，再将辅助通道的数据与波束合成的结果进行互相关运算。由于自相关矩阵的对称性，只计算矩阵的对角线及上三角部分即可，减少计算量。自相关和互相关数据传给DSP，先进行自相关矩阵求逆，然后与互相关矩阵相乘，得到最优权向量。[0095]此外，本发明中的主FPGA和从FPGA之间数据交互，协同处理。数字波束形成所需的权系数由DSP芯片传输给主FPGA。再由主FPGA传输给从FPGA，共同完成120个波束合成。自适应旁瓣相消时，主通道和辅助通道的部分互相关结果，由从FPGA发送到主FPGA，再由主FPGA进行自相关和互相关数据整合，发送给DSP芯片。监测模式下的从FPGA波束合成结果，也要传给主FPGA，最终由主FPGA完成状态上报。[0096]本发明还具有监测模式，主要分为方向图监测和通道监测；针对不同的工作频点，需要调整通道校准系数与波束合成系数，调整的效果主要通过方向图监测来观察。方向图监测功能可以直接反应通道校准的效果和波束合成系数等指标。跟踪雷达一般要求很高的精度，方向图监测时指向细致密集，监测结果可以作为实际跟踪效果的衡量依据。对于通道的监测，可以快速定位异常的通道，也可以协助定位导致异常状态的环节，监测模式可以缩短调试和测试周期。

[0097]本发明先对光纤接收到的数据进行转发和同步处理，然后根据通道校准信号，进行通道相位差计算；获得相位补偿值先运用在法向合成，得到当前环境下最合适的工作频点；在休止期进行自适应旁瓣相消权值计算；旁瓣相消后的处理结果通过监测模式上报。[0098]虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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