[发明专利]一种非均匀杂波环境下的雷达杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种非均匀杂波环境下的雷达杂波抑制方法，其主要思路为：确定机载雷达，并获取机载雷达的原始雷达回波数据，然后确定机载雷达的时域滑窗孔径；计算机载雷达第k个多普勒通道的最终空时导向矢量，并计算第l个距离门的扩展雷达回波数据，然后依次计算机载雷达第k个多普勒通道、第l个距离门对应的自适应权值和空时处理过程后第k个多普勒通道、第l个距离门的对应输出矢量和机载雷达第k个多普勒通道、第l个距离门对应的滤波输出，并计算机载雷达第l个距离门对应的滤波输出；依次令k∈{1,2,…,K}，令l∈{1,2,…,L}，进而得到杂波抑制后机载雷达的距离—多普勒雷达回波数据。

技术领域

本发明属于雷达杂波抑制技术领域，特别涉及一种非均匀杂波环境下的雷达杂波抑制方法，是一种基于非均匀杂波环境下的级联二维空时处理方法，适用于斜侧阵机载雷达杂波抑制或非正侧阵机载雷达杂波抑制。

背景技术

机载预警雷达已经成为现代战争的预警情报、战场监视和作战指挥系统的重要组成部分，且能够显著增加低空突防目标的探测距离，大大提高武器系统的效能，使得在现在战争中扮演着越来越重要的角色，并受到各军事大国的高度重视。机载预警雷达的波束指向一般是水平或稍下方向，使得机载预警雷达不可避免地会接收到地杂波。由于技术水平限制，使得阵列机载雷达天线的旁瓣电平较高，且阵列机载雷达回波中地杂波较强，可达90dB，远强于目标回波；此外，由于飞机平台的运动，地杂波的多普勒范围大大展宽，使得可供检测的多普勒范围大大降低，有很大一部分目标都“湮没”在地杂波中。因此，为了可靠检测远距离目标，首先要解决机载雷达的杂波抑制问题。

空时自适应处理(STAP)技术的诞生追溯到20世纪70年代，在杂波协方差矩阵和目标信号分别确知的条件下，Brennan和Reed等在期刊Aerospace and Electronic Systems(AES)上，提出了全空时自适应处理(STAP)的概念和理论，其思想是将阵列信号处理的基本原理推广到由脉冲和阵元采样的两维场中；全空时自适应处理(STAP)能够取得比较理想的机载雷达杂波抑制效果，但机载雷达杂波协方差矩阵精确已知的条件在工程实现中难以满足，通常情况下是由参考单元估计得到；为了使空时自适应处理(STAP)器的性能损失不超过3dB，空时自适应处理(STAP)器训练样本个数至少应为机载雷达系统自由度的两倍，而且，机载雷达杂波协方差矩阵须从独立同分布的训练样本估计而来，所以全空时自适应处理(STAP)的运算量和设备复杂度令人难以接受。

为了降低运算量，德国的R.Klemm博士于1987年在期刊Signal Processing上提出了辅助通道法，将空时自适应处理(STAP)器维数从NM降至N+M-1，此处N表示机载雷达天线阵元个数，M表示一个相干处理间隔内机载雷达接收的脉冲个数；在没有误差的理想情况下，该方法能够取得比较理想的杂波抑制效果，性能接近最优空时自适应处理(STAP)处理，并且降低了估计杂波协方差矩阵所需要的独立同分布参考单元数目，但在有误差情况下，该方法的杂波抑制性能并不理想。

国内的西安电子科技大学在降维空时自适应处理(STAP)研究方面也展开了大量工作，并提出了局域化处理法，即因子化方法(1DT)和扩展因子化方法(mDT)；该局域化处理法首先利用低旁瓣的多普勒滤波器对机载雷达回波进行局域化处理，然后在空域自适应处理或空时域联合自适应处理将雷达杂波抑制掉；但这种局域化的处理方法依然需要大量满足独立同分布的训练样本来构造协方差矩阵，在非均匀杂波环境下，几乎很难得到大量满足独立同分布要求的样本，所以在非均匀杂波环境下的杂波抑制性能并没有得到大的改善。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种非均匀杂波环境下的雷达杂波抑制方法，该种非均匀杂波环境下的雷达杂波抑制方法能够充分利用待检样本附近的少量样本作为局部训练样本，采用相干积累的形式保证信号增益，同时又保证了足够多的自由度进行雷达杂波的充分抑制。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。