[发明专利]基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法，适用于机载相控阵雷达进行地杂波功率谱的仿真。

背景技术

雷达是现代战争中不可缺少的装备，是一种通过电磁波和接收回波对目标进行探测和测定目标信息的设备。然而当目标存在于自然环境中时，自然环境对电磁波或接收回波也会产生散射，从而对目标检测产生干扰，这些干扰被称之为雷达杂波。对于采用下视工作方式的机载相控阵雷达来说，地杂波对目标检测的影响十分突出，因此地杂波的抑制能力就成了检验机载相控阵雷达性能的重要指标。

为了获取有效地杂波抑制方法，提升机载相控阵雷达在地杂波中检测微弱目标的能力，必须对机载相控阵雷达工作环境的地杂波特性有充分完备的认识。然而实测的地杂波数据不可能在短时间内得到，而且花费极高。随着计算机技术的提高，使得相关研究人员利用计算机技术获取抑制地杂波的方法，以此来研究机载相控阵雷达的地杂波特性，进而为机载相控阵雷达的系统设计和信号处理提供仿真数据，就显得极为重要。

其中，J.Ward提出了传统的抑制地杂波的仿真方法，该仿真方法是在直角坐标系中将地杂波按等距离环和方位角划分成若干个杂波单元，然后将其中任意一个距离环上的杂波回波建模为N个独立杂波块的地杂波，N为大于1的自然数，N个独立杂波块是在方位角上以设定角度间隔将对应距离环进行均匀划分而得到，然后对均匀划分后的N个独立杂波块分别计算功率谱与多普勒频率，再根据计算得出的多普勒频率获取相应的多普勒通道。假设仿真中有M个多普勒通道，M为大于1的自然数，一个距离环上的杂波被划分为N个独立的杂波块，一般情况下为确保仿真地杂波数据的精度足够高而令N远大于M，然而实际却只有M个多普勒通道，使得由于一个距离环划分的杂波块个数较多而造成运行地杂波仿真程序的时间过长，从而无法及时得出地杂波的仿真数据，进而导致对之后机载相控阵雷达的系统设计和信号处理带来了巨大的不便。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法，该种基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法在J.Ward提出的传统抑制地杂波方法的基础上，采用俯仰向上将地杂波按等距离环划分，多普勒方位向上改进了原来的均匀划分的方法，对任意一个距离环上的杂波先计算该距离环上杂波的多普勒频率范围，根据多普勒频率范围得到相应的多普勒通道范围，使得该距离环上杂波的多普勒频率覆盖多普勒通道，然后将该距离环上的杂波按照多普勒通道数进行划分，从而大大缩短了运行杂波仿真程序的时间。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法，包括以下步骤：

步骤1，建立机载相控阵雷达几何模型，在所述机载相控阵雷达几何模型中，机载相控阵雷达的天线主波束方位角为θ₀，机载相控阵雷达的天线主波束俯仰角为机载相控阵雷达的多普勒通道个数为N_c，并且机载相控阵雷达接收检测范围内的地杂波，并将所述地杂波按照设定宽度Δl均匀划分为L个杂波环，第l个杂波环对应的斜距为R_l，再将每个杂波环基于多普勒通道划分为N_c个杂波块，第l个杂波环的俯仰角表示为：

其中，l∈{1,2,…,L}，k∈{1,2,…,N_c}，L为机载相控阵雷达接收的检测范围内的地杂波包含的杂波环个数，N_c为每个杂波环包含的杂波块个数，acos(·)为反余弦操作，R_l为第l个杂波环对应的斜距，R_e为地球半径，H为机载相控阵雷达的载机高度；

然后，选取所述N_c个杂波块中的第k个杂波块的中心方位角，作为第k个杂波块的方位角θ_k，并根据第l个杂波环的俯仰角计算得到机载相控阵雷达接收到的地杂波归一化多普勒频率f_d；