[发明专利]一种脉冲多普勒雷达体制下副瓣快速抑制方法

权利要求书

1.一种脉冲多普勒雷达体制下副瓣抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立运动目标回波信号模型，对接收的信号进行二维匹配滤波，具体方法如下:

假设脉冲多普勒雷达发射M个波形相同的相参脉冲，并且脉冲长度为N；发射脉冲的快时间采样矢量表示为s＝[s₀ s₁ ... s_N-1]^T；令y_m代表第m个脉冲的回波信号，对于感兴趣的第l个距离单元l＝0,1,2,…,L-1，第m个脉冲对应的回波信号在第l个距离单元的N个连续采样表示为：

y_m(l)＝[y_m(l) y_m(l+1) … y_m(l+N-1)]^T (1)

其中：

x(l,k)＝[x(l,k) x(l-1,k) … x(l-N+1,k)]^T为对应第k个径向速度的连续N个距离向采样，x(l,k)代表在第l个距离单元，第k个多普勒单元的目标后向散射系数；ω_k为第k个径向速度对应的多普勒频率，令T_rω_k＝θ_k，假设2π(k-K/2)/K-π/K≤θ_k＜2π(k-K/2)K+π/K，其中K为多普勒单元数目，k＝0,1,…,K-1；n_m(l)为加性噪声，考虑脉内多普勒，其中T_r、T_s分别为脉冲重复间隔和采样间隔；

由此将式(1)写为：

其中n_m(l)＝[n_m(l) n_m(l+1) … n_m(l+N-1)]^T，J_n为N×N的移位矩阵且满足：

当n＞N-1时，对应的M个脉冲回波的第l个距离像的连续N个快时间采样为：

Y(l)＝[y₀(l) y₁(l) … y_M-1(l)] (5)

对Y(l)做二维匹配滤波，可得到匹配滤波后的目标估计结果

其中

N(l)＝[n₀(l) n₁(l) … n_M-1(l)]；

将式(6)分解为：

步骤2、对二维匹配滤波结果添加处理窗，利用自适应方法抑制距离维副瓣，具体方法如下：

对二维匹配滤波结果添加处理窗，定义大小为k_r×1的滤波矢量

其中

k_r1，k_r2分别为匹配滤波结果前后的距离维点数，并且有k_r＝k_r1+k_r2+1；

定义的干扰协方差矩阵为：

其中：

构造加权最小二乘的代价函数：

其中关于x(l,q)求取式(12)的最小值，得：

根据式(10)和式(11),利用矩阵求逆引理，得到：

将式(14)带入式(13)得到估计结果：

步骤3、对步骤2进行迭代运算，抑制距离维干扰，获得目标估计结果具体方法如下：

在第一次迭代时，利用匹配滤波结果初始化干扰协方差矩阵，按照公式（ 10)至(15)的计算得到第一次迭代得到x(l,q)的估计结果基于第一次迭代的估计结果，再顺次执行公式(10)至(15)的计算，得到第二次迭代的估计结果进入下一次迭代；以此类推，直到满足迭代终止条件，输出最后一次迭代的估计结果即为距离维滤波结果；

步骤4、抑制多普勒维副瓣，具体方法如下：

将步骤3得到的估计结果作为多普勒维抑制的初始输入，并写成对添加多普勒维处理窗，定义大小为k_d×1的滤波矢量

其中：

k_d1，k_d2分别为距离维滤波结果前后的多普勒维点数，并且有k_d＝k_d1+k_d2+1，为加性噪声矢量，忽略不计；

定义干扰协方差矩阵为：

得到多普勒维副瓣抑制后的结果：

步骤5、利用迭代的方式重复步骤4获得最终估计结果，具体为：

在第一次迭代时，将作为式(18)中x(l,k)的初始值，来初始化协方差矩阵R′_l,q，再代入式(19)后，得到第一次迭代的估计值将该估计值再次代入式(18)，获得协方差矩阵R′_l,q后，再代入式(19)，得到第二次迭代的估计值进入下一次迭代；以此类推，直到满足迭代终止条件，输出最后一次迭代的估计结果