[发明专利]基于多重频的非正侧面阵机载雷达近程杂波抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，更进一步涉及雷达杂波抑制方法，可用于抑制机载雷达天线非正侧视安置时所造成的空时二维平面内分布的近程杂波。

背景技术

在机载雷达信号处理中，由于雷达信号主瓣的照射会产生很强烈的地杂波，尤其在机载雷达天线非正侧视安置时，杂波在空时二维分布中呈现的距离依赖性会造成较强烈的近程杂波。具体来说，在近程的各个距离单元之间俯仰角度变化较大，造成杂波的多普勒频率会随着距离单元的变化而产生较为强烈的变化，于是就产生了近程杂波，近程杂波的出现严重的破坏了杂波的平稳性，使得无法获得足够多的独立同分布样本，导致传统的空时自适应处理（STAP）技术的杂波抑制性能严重下降。

目前消除杂波距离依赖性的方法主要有补偿类算法、尺度变换类算法、插值类的全谱域算法。

补偿类算法是对每个训练样本分别进行补偿，其主要包括：2001年Kreyenkamp O和Klemm R提出的多普勒补偿；2001年Pearson F和Borsari G提出高阶多普勒补偿；2007年Melvin W and Davis M在期刊Aerospace and Electronic Systems上提出的自适应角度多普勒补偿；2011年Colone F提出的角度多普勒补偿，这类算法在杂波无距离模糊的情况下均可有效地补偿杂波距离依赖性，但当杂波存在距离模糊时这类算法不再适用；

2011年由Ries P,Lapierre F D and Verly J G在期刊Aerospace and Electronic Systems(AES)上提出的尺度变换类算法采用谱估计的方法，重构待检测单元的杂波协方差矩阵，然后根据重构出来的杂波协方差矩阵将训练样本中的杂波变换到待检测样本的杂波空间中，这类算法在杂波存在距离模糊时可有效的补偿杂波的距离依赖性，但这类算法运算量较大，不便于实际应用；

刘锦辉等在电子与信息学报中提出的插值类的全谱域算法采用最小二乘技术将训练样本的杂波变换到待检测样本的杂波空间中，也能够有效的补偿杂波的距离依赖性，但需要估计杂波的空时导向矢量，但是由于误差的原因估计的空时导向矢量与实际的空时导向矢量会有不可预估的偏差，因此这类算法在存在阵列误差时杂波抑制性能会大大下降。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于多重频的非正侧面阵机载雷达近程杂波抑制方法，以避免训练样本的距离依赖性，提高雷达回波的距离平稳性，改善雷达系统的杂波抑制性能，降低运算量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一.技术原理

对于机载雷达来说，通常是通过连续发射几组不同脉冲重复频率的波形，来解决目标距离模糊的问题，在一定的时间间隔内，由于这几组不同脉冲重复频率回波中相同距离单元的近程杂波具有较高的相关性，故可使用这几组不同脉冲重复频率回波中相同距离单元的数据作为训练样本来估计杂波的协方差矩阵。针对训练样本较少的问题，可通过采用两自由度的俯仰和差自适应处理技术，减少了准确估计杂波协方差矩阵所需要的训练样本个数，通过滤波完成对非正侧面阵机载雷达杂波的抑制。

二.技术方案

实现本发明目的的技术步骤包括如下：

（1）获取近程强杂波的距离单元范围和多普勒取值范围：

1a)根据雷达发射的几种脉冲重复频率中最大的脉冲重复频率和带宽及雷达的飞行高度，计算不模糊距离单元的数值，作为近程强杂波的最大距离单元数值L，并计算出高度线距离单元H，得到近程强杂波的距离单元范围为H～L；

1b)计算在近程强杂波的距离单元范围H～L内，每个距离单元主锥面内近程强杂波的多普勒取值范围；

（2）对雷达接收的I组不同脉冲重复频率的所有距离单元的回波数据进行俯仰和差波束形成，得到所有脉冲重复频率要处理的所有距离单元的和差波束数据X₁,X₂...X_i...X_I，其中i＝1,2...I，I是雷达接收的不同脉冲重复频率的数据的个数；

（3）对近程强杂波的距离单元范围H～L内的和差波束数据进行滤波：