[发明专利]一种基于俯仰域自适应处理的杂波抑制方法

说明书

一种基于俯仰域自适应处理的杂波抑制方法，属于雷达杂波抑制技术领域。本发明是为了解决在对三坐标雷达的信号进行杂波处理时，没有基于空域自适应处理的方法，而导致雷达对目标的探测准确率不高的问题。本发明所述的方法包括：获取杂波信号；计算导向矢量；获取杂波样本，根据杂波样本估计出杂噪协方差矩阵；根据杂噪协方差矩阵和导向矢量得到最优空域导向矢量；根据最优空域加权矢量和导向矢量计算得到滤波后目标所在空域处的输出结果，即经过杂波抑制处理后的信号。本发明用于雷达杂波信号的处理。

技术领域

本发明涉及一种基于俯仰域自适应处理的杂波抑制方法。属于雷达杂波抑制技术领域。

背景技术

基于自适应处理的俯仰维杂波抑制算法适用于多种体制雷达，本发明以防空警戒三坐标雷达(以下简称三坐标雷达)为例进行说明。作为现代防空系统中的骨干雷达，三坐标雷达能对指定空域内多目标进行搜索、截获与跟踪，能同时测量目标的距离、方位和高度。三坐标雷达在实际目标探测中，除了面临有源干扰的威胁，更为常见的是面临各种外界自然环境干扰(地杂波、海杂波和气象杂波等)和雷达系统内部噪声的影响，导致运动目标的回波信号被严重干扰或淹没，所以研究三坐标雷达杂波抑制的方法可以有效提高该型雷达的目标检测能力。

同背景杂波运动速度相比，目标速度一般要大很多，因此，可以借助两者的多普勒频移来进行区分和抑制，其中动目标显示(Moving Target Indication，MTI)技术和动目标检测(Moving Target Detection，MTD)技术是两种常用且有效的杂波抑制处理技术。MTI技术等效于高通滤波器，通过对相同距离单元的多组脉冲数据进行加权求和，将地物杂波和速度较慢的杂波对消掉，从而提升信杂比，提高目标检测概率。MTD技术通过一组带通滤波器覆盖整个重复频率范围，实现目标能量积累的同时将杂波抑制掉。

除了时域处理，还可以考虑通过空域对杂波进行抑制。空域自适应处理是一种实用的信号处理技术，在干扰抑制、杂波抑制等领域具有广泛的应用价值。空域自适应处理通过对空域接收信号加权，使得滤波后信号的信杂噪比最小，获得统计最优性能。最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response，MVDR)算法，利用杂波样本估计杂波空域协方差矩阵，根据协方差矩阵和期望目标导向矢量获得空域处理的加权向量来代替常规的波束形成。本发明中针对三坐标雷达背景，采用空域自适应处理的思想，在俯仰维使用MVDR算法，从而达到杂波抑制的效果。

发明内容

本发明是为了解决在对三坐标雷达的信号进行杂波处理时，没有基于空域自适应处理的方法，而导致雷达对目标的探测准确率不高的问题，现提出一种基于俯仰域自适应处理的杂波抑制方法。

一种基于俯仰域自适应处理的杂波抑制方法，包括：

步骤一、获取杂波信号，若获取的杂波信号是阵元域信号x，则执行步骤二，若获取的杂波信号是波束域信号z，则执行步骤三；

步骤二、在变换矩阵T未知的情况下，执行步骤二一；在变换矩阵T已知的情况下，执行步骤二二；T＝[a₀(θ₁)…a₀(θ_N)]^T，其中，θ₁…θ_N为感兴趣的N个波束；

步骤二一、计算得到阵元域导向矢量a₀；获取杂波样本，根据杂波样本估计出阵元域杂噪协方差矩阵R_c+n；根据a₀和R_c+n计算得到阵元域最优空域加权矢量w_opt；根据w_opt和a₀计算得到滤波后目标所在空域处的输出结果，即经过杂波抑制处理后的信号。