[发明专利]一种无源探测高效级联空时自适应处理方法

权利要求书

1.一种无源探测高效级联空时自适应处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、波束域ADBF：

建立平面数字阵信号模型，假设数字阵列为方位M维、俯仰N维的矩形面阵，天线阵元间距为半波长，阵元经俯仰合成后等价为一个M维的均匀方位线阵；假定空域有K个有源干扰，其方位入射角分别为[θ₁θ₂…θ_K]，则线阵接收信号为

X=AS+N   (1)

其中A=[A_θ1S_θ2…A_θK]_1×K为各干扰信号接收复包络，S=[S_θ1S_θ2…S_θK]_K×M为各干扰信号的阵列流形，N为系统噪声，干扰信号阵列流形S_θi为

Sθi=1ej2πdλsinθi···ej2πdλ(M-1)sinθi---(2)]]>

其中θ_i为干扰入射角，d为阵元间距，λ为雷达波长；

假定数字阵列波束指向为θ₀，其主波束空域导引矢量为

Sθ0=1ej2πdλsinθ0···ej2πdλ(M-1)sinθ0---(3)]]>

则常规波束形成的权矢量即

W_c=S_θ0   (4)

考虑天线副瓣性能，可对W_c进行窗函数加权，即：

其中λ₁、λ₂、……和λ_M分别对应不同空域阵元窗函数系数，则常规波束形成输出信号为

Z=WcHX---(6)]]>

对各阵元信号采用FFT变换到多普勒频域，实现时域脉冲相干积累，再将阵元域数据采用空域FFT变换到波束域，实现干扰空域测向，在方位阵元数M≤80时，可采用高分辨率空间谱估计算法获得干扰的空间角，即

B＝F^HX   (7)

其中F=[S₁ S₂…S_M]_M×M为波束域变换矩阵，当采用空域FFT进行干扰DOA估计时，F由不同指向的导向矢量构成；针对干扰方向，在波束域选取针对干扰方向的辅助波束，可采用切比雪夫加权压低干扰辅助波束的副瓣电平，则K个干扰辅助波束输出为

C=F_K^HX   (8)

其中FK=SK_1SK_2...SK_K,SK_i=λ1λ2ej2πdλsinθK_i...λMej2πdλ(M-1)sinθK_i,]]>θ_{K_i}为第i个干扰的空域入射角，λ_i为切比雪夫加权系数；

利用干扰辅助波束对消常规和波束中的干扰信号，即

WRD=RC-1RCS---(9)]]>

其中R_C=E[C^HC]为辅助天线接收信号的自相关矩阵，R_CS=E[C^HS_Σ]为辅助天线与和波束接收信号的互相关矩阵，两者均由时域脉冲样本或空域距离单元样本估计得到；

步骤二、自适应双延时对消器：

经过ADBF后的接收和波束时域脉冲信号已不包含干扰噪声信息，可准确估计杂波谱中心频率，将杂波多普勒频率补偿引入双延迟对消器；

推导经自适应双延迟对消器滤波后的输出信号即

ZmA(t)=e-j2wdt{xm(t+Tr)-xm(t)-[xm(t)-xm(t-Tr)]}=e-j2wdt[xm(t+Tr)-2xm(t)+xm(t-Tr)]---(10)]]>

式中x_m(t+T_r)、x_m(t)和x_m(t-T_r)分别对应第m个阵元三个时间连续的接收脉冲，T_r为脉冲重复间隔，w_d为杂波谱中心频率，将式(10)转换到多普勒频域，可得

F[ZmA(t)]=F{e-jwdt[xm(t+Tr)-2xm(t)+xm(t-Tr)]}=F(jw+jwd)·(ej(w+wd)Tr-2+e-j(w+wd)Tr)---(11)]]>

采用变量置换，令w′=w+w_d，则式(11)可进一步转换为

F[ZmA(t)]=F(jw′)·(ejw′Tr-2+e-jw′Tr)---(12)]]>

自适应双延迟对消器能自适应地补偿杂波的频谱中心，在杂波多普勒频率中心处形成深凹口。