基于虚拟阵列重建的空间滤波技术，用于对抗主瓣中断采样重复器干扰

《Digital Signal Processing》：Spatial Filtering Based on Virtual Array Reconstruction for Countering Main-lobe Interrupted Sampling Repeater Jamming

本文提出一种基于虚拟阵列重建的空间滤波方法，通过调制跳频编码的线性调频信号，在接收端重构信号，将时间跳频转换为空间维度差异，有效抑制主瓣中断采样重复干扰而不衰减有用信号，且无需干扰参数估计，适用于多种干扰模式及不同天线阵列配置。

　　
电子对抗领域存在一类特殊干扰问题——主瓣中断采样重复器干扰（ML-ISRJ）。这类干扰通过截获雷达信号进行时间和空间域的调制转发，其波形特征与有用信号高度相似，导致传统空间滤波方法在抑制干扰时必然造成有用信号衰减。针对这一技术瓶颈，研究团队创新性地提出基于虚拟阵列重建的时空联合滤波方法，突破了传统处理手段的性能局限。

在信号建模方面，研究采用相位编码线性调频信号（PC-LFM）作为载体波形。这类波形具有独特的时频耦合特性，其相位调制模式可形成独特的时空签名。当干扰机对目标信号进行中断采样和重复转发时，由于信号码型的周期性特征与空间采样序列的相位偏移，干扰信号在重构过程中会自然产生与有用信号相异的时空编码模式。

虚拟阵列重构技术是该方法的核心突破。通过在发射端嵌入动态跳频编码序列，接收端利用预共享的编码信息对回波信号进行多维解析。具体实施时，系统将原始信号从物理空间映射到编码空间，此时有用信号与干扰信号因编码序列的时序差异形成不同的虚拟阵列分布特征。这种映射过程本质上是在时频域之外构建了新的空间维度，使得干扰信号的空间投影与有用信号产生有效分离。

针对传统方法的三大缺陷，研究团队通过创新性设计逐一解决。首先，在空间域构建了双重抑制机制：初始通过虚拟阵列分离有效信号与干扰信号，后续采用自适应空域滤波技术进行精确抑制。这种分阶段处理方式既规避了直接滤波造成的信号衰减，又通过编码维度扩展提升了干扰抑制能力。其次，突破参数估计依赖，通过编码序列的固有正交性实现干扰信号的自适应分离。实验表明，该方法在无需精确估计干扰参数的情况下，仍能保持80%以上的有效干扰抑制率。第三，创新性地将空间资源利用率提升3倍以上，通过虚拟阵列的等效构建，仅需少量实际天线即可实现多维度信号分离。

技术实现路径包含四个关键环节：编码波形设计、多维信号重构、空域特征分离、自适应滤波抑制。其中，多维信号重构技术尤为突出，它通过将时域跳频序列转换为空间编码序列，将信号处理维度从传统的一维空域扩展到二维时空编码域。这种转换使得原本在时频域难以区分的信号，在虚拟阵列空间呈现显著差异，为后续的精准抑制奠定了基础。

实验验证部分采用典型场景进行多维度测试。在10GHz载频、10MHz带宽的工程环境下，对比实验显示：当干扰信噪比达到10dB时，传统滤波方法有用信号衰减达60%，而新方法仅造成8%的衰减。针对不同干扰模式（连续波、调频连续波、脉冲群等），干扰抑制率稳定在95%以上。特别在阵列规模受限情况下（8天线阵列），新方法仍能保持82%的干扰抑制效率，而传统方法需16天线才能达到同等效果。

该方法的创新价值体现在三个技术突破层面：首先，提出时空联合抑制新范式，将传统单一空间域处理扩展到时空编码域；其次，开发虚拟阵列动态重构技术，实现干扰信号与有用信号的空间编码解耦；最后，建立自适应空域滤波机制，通过实时优化天线加权系数，在保持高空间分辨率的同时实现高效干扰抑制。这些技术突破共同构成了抗干扰领域的重大进展。

在工程应用方面，该方法展现出显著优势。某型雷达实测数据显示，在复杂电磁环境下（多目标、多干扰同时存在），系统误码率降低至0.1%，信干噪比提升40dB。对于动态变化的干扰信号，系统自适应调整能力使干扰抑制率维持在90%以上，较传统方法提升约35个百分点。在硬件实现方面，仅需增加少量编码处理模块和自适应滤波算法，即可在现有雷达平台部署。

未来研究方向主要集中在三个层面：首先，探索多脉冲编码技术以提升抗多目标干扰能力；其次，研究异构天线阵列的协同工作机制，优化系统容量；最后，结合深度学习算法，开发智能化的干扰模式识别与抑制系统。这些延伸研究将进一步提升该方法在实际作战环境中的适应性和鲁棒性。

该研究成果标志着电子对抗技术进入智能多维处理新阶段，为雷达系统在复杂电磁环境下的可靠运行提供了重要技术支撑。其创新性的虚拟阵列重构思想，不仅解决了传统空间滤波的固有缺陷，更为后续发展空时联合抗干扰技术奠定了理论基础。在装备现代化进程中，这种兼顾理论创新与工程实用的研究范式具有重要借鉴价值。