本發(fā)明屬于雷達(dá)，特別涉及一種雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、機(jī)載雷達(dá)在空中探測、遠(yuǎn)程預(yù)警等場景中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。由于載機(jī)平臺自身具有一定高度和速度，機(jī)載雷達(dá)波束照射的雜波區(qū)域擴(kuò)大，同時，位于地面或海面的不同雜波散射點(diǎn)相對于機(jī)載雷達(dá)的方位、速度都有很大差異，造成雜波多普勒譜的中心頻率偏移和頻譜展寬，此時，若目標(biāo)多普勒頻率落在雜波多普勒頻率范圍內(nèi)，將給機(jī)載雷達(dá)有效檢測帶來困難。傳統(tǒng)的雜波抑制方法僅在時頻域進(jìn)行處理，難以有效解決上述問題，導(dǎo)致對強(qiáng)雜波中的弱目標(biāo)檢測困難。空時自適應(yīng)處理(stap)技術(shù)利用機(jī)載雷達(dá)雜波的空時耦合特性，通過空域和時域二維自適應(yīng)濾波的方式，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)雜波的有效抑制。

2、然而，高速目標(biāo)回波信號中可能存在距離走動，從而導(dǎo)致陣列信號處理中空時導(dǎo)向矢量失配的問題，使stap的雜波抑制性能下降。目標(biāo)信號相參積累可以有效提高目標(biāo)回波信號信雜噪比。傳統(tǒng)相參積累主要通過參數(shù)搜索或非參數(shù)搜索的方式進(jìn)行包絡(luò)校正與相位補(bǔ)償，進(jìn)而提升回波信號的信雜噪比。其中，典型的參數(shù)搜索相參積累方法包括keystone變換(kt)和radon傅里葉變換(rft)等。然而，上述相參積累方法更側(cè)重于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)積累檢測，未能聯(lián)合雜波抑制處理。

3、截至目前，自適應(yīng)radon傅里葉變換(arft)基于最大信雜噪比準(zhǔn)則和rft算法，可以同時實(shí)現(xiàn)雜波抑制與目標(biāo)信號積累，實(shí)現(xiàn)了雜波背景下的“低可觀測”目標(biāo)的有效檢測。然而，該方法只利用了單通道的回波信息，未考慮機(jī)載多通道雷達(dá)回波的融合。此外，該方法對相參脈沖樣本進(jìn)行子孔徑劃分，對于非平穩(wěn)雜波的抑制能力受限。強(qiáng)雜波背景下時分stap目標(biāo)重聚焦算法，實(shí)現(xiàn)了魯棒雜波抑制以及基于半搜索機(jī)制的目標(biāo)能量積累。但是該方法需要目標(biāo)空間頻率和多普勒頻率的先驗(yàn)信息或估計值，同時目標(biāo)可能在劃分后的滑窗內(nèi)仍出現(xiàn)距離走動，導(dǎo)致算法性能下降。因此亟需研究不同距離單元雜波相關(guān)性較差的情況下機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，能夠在不同距離單元雜波相關(guān)性較差的情況下，實(shí)現(xiàn)良好的雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，包括：

3、s1、假設(shè)機(jī)載雷達(dá)的天線為n陣元等距線陣，陣元間距為d，高速目標(biāo)相對雷達(dá)的俯仰角與方位角分別為θ和在不存在干擾信號的情況下，機(jī)載雷達(dá)回波信號空時導(dǎo)向矢量為：

4、x＝as+xc+n

5、其中，a為目標(biāo)信號復(fù)幅度，xc和n分別表示雜波和噪聲的空時導(dǎo)向矢量，s為目標(biāo)信號的空時導(dǎo)向矢量；

6、s2、將步驟s1的機(jī)載雷達(dá)回波信號空時導(dǎo)向矢量變換到頻域之后的離散化表達(dá)式為：

7、sfr(f)＝fpc(f)+xc(f)+n

8、其中，fpc(f)表示的s頻域表示，xc(f)表示xc的頻域表示；

9、s3、同時抽取連續(xù)多個距離單元作為待檢測單元，隨后將參考單元的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本估計雜波協(xié)方差矩陣；

10、s4、對于每個搜索速度和搜索空間頻率，設(shè)計相應(yīng)走動-多普勒聯(lián)合補(bǔ)償函數(shù)，改寫目標(biāo)空時導(dǎo)向矢量；

11、s5、利用步驟s3的雜波協(xié)方差矩陣，步驟s4改寫后的目標(biāo)空時導(dǎo)向矢量，構(gòu)建改進(jìn)的空時二維濾波器，得到改進(jìn)的空時二維濾波器權(quán)值的最優(yōu)解表示為：

12、

13、s6、將步驟s2離散化后的待檢測單元信號進(jìn)行空時自適應(yīng)濾波，得到：

14、sfr(f)＝w(f)hsfr(f)

15、s7、對濾波之后信號做逆傅里葉變換，可以得到經(jīng)過雜波抑制之后，當(dāng)徑向速度與空間頻率分別為vt和時的回波信號距離維積累結(jié)果：

16、sr(t)＝ift(sfr(f))

17、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明針對高速目標(biāo)距離走動以及不同距離單元雜波相關(guān)性較差帶來的雜波抑制與目標(biāo)相參積累性能減弱問題，通過變換回波信號至頻域，將目標(biāo)距離走動轉(zhuǎn)換為相位變化，并根據(jù)回波信號快時間內(nèi)的時頻特征設(shè)計相應(yīng)的走動-多普勒聯(lián)合補(bǔ)償函數(shù)，利用改進(jìn)的空時二維濾波器實(shí)現(xiàn)良好的雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累；本發(fā)明包含的流程可利用radon-stap算法實(shí)現(xiàn)，有利于工程實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，對于每一個頻率單元f，當(dāng)搜索速度為vt，搜索空間頻率為時，目標(biāo)的空時權(quán)矢量表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，ht(f)、hs(f)表達(dá)式分別為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，對接收到的空時二維數(shù)據(jù)利用線性約束最小方差準(zhǔn)則求解權(quán)向量，即通過求解優(yōu)化問題得到改進(jìn)的空時二維濾波器權(quán)值的最優(yōu)解。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，根據(jù)最大似然估計準(zhǔn)則得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于radon-stap的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于Radon?STAP的機(jī)載雷達(dá)雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累聯(lián)合處理方法，應(yīng)用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，針對高速目標(biāo)在快時間維存在距離走動，直接使用空時自適應(yīng)處理雜波抑制性能下降、無法有效對目標(biāo)能量進(jìn)行積累的問題；本發(fā)明通過變換回波信號至頻域，將目標(biāo)距離走動轉(zhuǎn)換為相位變化，并根據(jù)回波信號快時間內(nèi)的時頻特征設(shè)計相應(yīng)的走動?多普勒聯(lián)合補(bǔ)償函數(shù)，將改進(jìn)的空時二維濾波器應(yīng)用于非平穩(wěn)雜波抑制和目標(biāo)相參積累檢測；本發(fā)明的方法能夠在不同距離單元雜波相關(guān)性較差的情況下，實(shí)現(xiàn)良好的雜波抑制與高速目標(biāo)相參積累。

技術(shù)研發(fā)人員：孫智,肖子皓,鄧江云,程晨,李小龍,崔國龍,王睿甲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9