[发明专利]基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，包括：通过对每个发射单元的子脉冲进行编码，自动扫描形成高增益波束图，利用预设参数调整波束覆盖范围至预设区域；根据子脉冲占据预设区域中不同的距离频带，利用对应的带通滤波器得到匹配滤波后的回波信号；在提取每个子脉冲的回波信号后，采用杂波对齐技术对齐多普勒频谱中心，以得到对齐处理后的整体回波数据矢量；利用扩展滤波自适应降维STAP处理对所述整体回波数据矢量进行处理得到STAP滤波器的输出。本发明利用EMFSPC阵列系统的多频子脉冲扫描特性，收集来自不同距离区域的模糊回波，并在频域中对其进行区分，最后再利用扩展F$A降维STAP方法，以实现最终的杂波消除和目标检测。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法。

背景技术

主瓣杂波的多普勒带宽与天线波束宽度和雷达速度有关。为了避免杂波多普勒频谱混叠问题，雷达通常在中或高脉冲重复频率(MPRF或HPRF)模式下工作。因此，会出现距离模糊。也就是说，近距离和远距离回波将相互重叠。在这种情况下，远距离弱目标被近距离强杂波淹没，难以被探测到。更严重的是，如果同时存在距离依赖性和距离模糊性，STAP(空时自适应处理)滤波器的陷波将严重展宽，现有的杂波补偿方法将无效，从而进一步恶化杂波抑制性能。

为了解决上述问题，现有技术大致可分为三类：基于波形分集的方法、高程空间滤波方法和距离频率滤波方法。基于波形分集的方法调制发射波形的载频、时延和相位，以实现距离模糊抑制，但受到系统PRF的限制。多输入多输出(MIMO)技术具有发射自由度的优点，可以应用于一些新的雷达系统中，包括频率分集阵列(FDA)、元脉冲编码阵列等，对于这种基于MIMO的方法，默认假设是发射的波形相互正交，在实际中，很难找到完全满足正交性要求的波形族。此外，实现不同发射信号的可靠分离是一个挑战，因为波形之间的互相关干扰无法有效抑制。

基于高程空间滤波的方法根据仰角差利用仰角自由度去除近距离强杂波信号。有学者研究了一种高程预滤波方法，以减轻距离模糊杂波环境中的距离依赖性，但这取决于对被测接收单元的俯视角的准确估计。通过鲁棒Capon波束形成技术应用于仰角维度，以构造样本协方差矩阵，但该矩阵可能由于远程回波而扭曲波束图。实际上，仅利用空间滤波技术分离来自不同仰角的回波是不够的，这很容易受到旁瓣干扰的影响。

多频子脉冲(MFSP)和频率扫描技术，可以在距离-频率域区分仰角回波。在MFSP模式下，传输多个带宽互不相交的子脉冲，可有效消除波形干扰。然而，这种子脉冲的离散仰角波束扫描需要快速相位切换。用于SAR应用的连续频率扫描技术的辐射模式是角度-频率耦合的，并导致全空间覆盖。在接收机中，可以通过频率带通滤波操作提取不同范围的信号。然而，每个接收单元的脉冲压缩结果应逐个获得，每个接收单元的频率角匹配滤波器应单独设计。此外，主瓣波束应设计得足够窄。

因此，如何有效的对杂波进行抑制成为了亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，所述杂波抑制方法包括：

步骤1、通过对每个发射单元的子脉冲进行编码，以自动扫描形成高增益波束图，并利用预设参数调整波束覆盖范围至预设区域，其中，EMFSPC阵列结构共包括M个发射单元；

步骤2、根据所述子脉冲占据所述预设区域中不同的距离频带，利用对应的带通滤波器得到匹配滤波后的回波信号y_ink(t,t_k)；

步骤3、在提取每个所述子脉冲的回波信号后，采用杂波对齐技术对齐多普勒频谱中心，以得到对齐处理后的整体回波数据矢量