產(chǎn)生干擾。由于天基外福射源距離地面36, 000km，且與地面保 持相對(duì)靜止，因此可將目標(biāo)所在距離單元內(nèi)的地雜波信號(hào)看作楠球面與水平面相交處的大 量點(diǎn)目標(biāo)的散射回波集合。此外，如圖化所示衛(wèi)星平臺(tái)上的雷達(dá)接收機(jī)天線采用側(cè)視陣， 而天線陣元平行于衛(wèi)星平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。
[0032] 貝IJ，散射點(diǎn)P產(chǎn)生的地雜波多普勒頻率為
[0033]
從
[0034] 式中，V為平臺(tái)速度，A為工作波長(zhǎng)，f為方位角，0為俯仰角，a為空間錐角。 [00對(duì)根據(jù)式（1)和圖2曰、圖化所示的數(shù)學(xué)模型，可獲得天基外福射源雷達(dá)的地雜波譜 分布，如圖3所示：
[0036] 雷達(dá)位于圖的中屯、，箭頭所示為雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。地雜波譜的等多普勒線是W 雷達(dá)所在位置為中屯、，相對(duì)于雷達(dá)運(yùn)動(dòng)航線對(duì)稱的雙曲線，不同灰度的等多普勒線代表具 體的多普勒頻率值，單位為赫茲；等距離線是W雷達(dá)所在位置為圓屯、的若干同屯、圓，稱其為 等距離圓，等距離圓的不同半徑代表不同的雙站相對(duì)距離值。
[0037] 由于雷達(dá)接收機(jī)所在的衛(wèi)星平臺(tái)速度高達(dá)7. 5km/s，由此產(chǎn)生的地雜波多普勒展 寬范圍遠(yuǎn)大于地基外福射源雷達(dá)系統(tǒng)，將完全淹沒海空動(dòng)目標(biāo)的回波信號(hào)，而且同一距離 單元內(nèi)的地雜波譜與方位存在強(qiáng)烈禪合，無法通過傳統(tǒng)的一維時(shí)域或頻域?yàn)V波技術(shù)抑制地 雜波。
[0038] 3.假設(shè)外福射源發(fā)射的射頻信號(hào)表示為
[0039] XT-(t) =XT-(t)exp(j2ft) 似 W40] 式中f為載波頻率，XT(t)為復(fù)基帶信號(hào)。
[0041] 則目標(biāo)回波信號(hào)經(jīng)下變頻到基帶后，可表示為
[0042]
(3)
[0043] 式中，r(t)為目標(biāo)的雙站距離，A為目標(biāo)回波的復(fù)振幅，c為常量。
[0044] 外福射源雷達(dá)將回波信號(hào)與直達(dá)波構(gòu)造的參考信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，如下式所示 W例
（4)
[0046] 式中
是利用發(fā)射信號(hào)XT(t) 構(gòu)造的參考信號(hào)，at為積累時(shí)間，在實(shí)際應(yīng)用中XT(t)通過直達(dá)波天線接收的參考信號(hào)獲 得。其中r表示雙站距離，與r(t)相同。
[0047] 4.雙通道回波信號(hào)經(jīng)過互相關(guān)處理后，1通道第n帖信號(hào)的相關(guān)結(jié)果為Yi,>，v)， 2通道第n-1帖信號(hào)的相關(guān)結(jié)果為Y2,。i(r，V)，在時(shí)域完成雙脈沖對(duì)消 W48]YD(r，v) =Yi,n(r，v)-Y2,ni(r，v) 巧） W例 5.重復(fù)步驟3、4,將雜波抑制處理后的N帖YD(r，V)信號(hào)沿速度維作N點(diǎn)傅里葉 變換實(shí)現(xiàn)相參積累，采用恒虛警準(zhǔn)則即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，處理結(jié)果的仿真模型及仿真結(jié) 果如圖6所不。
[0050] 其中，圖6a假設(shè)一組靜止目標(biāo)和4個(gè)動(dòng)目標(biāo)分布在一個(gè)楠圓上，福射源和天基雷 達(dá)分布位于楠圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，使得地雜波和目標(biāo)回波處于雷達(dá)接收機(jī)的同一距離單元內(nèi)。 由圖化可知，該方法可使地雜波平均衰減30地左右，與空時(shí)二維自適應(yīng)濾波方法的抑制效 果相當(dāng)。
[0051] 至此，完成天基外福射源雷達(dá)地雜波干擾抑制處理。
[0052] 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種天基外輻射源雷達(dá)的地雜波干擾實(shí)時(shí)抑制方法，其特征在于： 天基外輻射源采用地球靜止軌道衛(wèi)星星座，雷達(dá)接收機(jī)安裝在運(yùn)動(dòng)的低軌衛(wèi)星平臺(tái) 上，同時(shí)接收直達(dá)波信號(hào)和回波信號(hào)； 要求天線陣列各通道沿飛行的軸向排列，且在每個(gè)脈沖重復(fù)間隔上，使后一通道的相 位中心與前一通道的相位中心位置重合； 將利用直達(dá)波信號(hào)構(gòu)造的參考信號(hào)，與雙通道回波天線接收到的目標(biāo)信號(hào)分別進(jìn)行互 相關(guān)處理； 將一通道第η幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果與二通道第n-1幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果采用雙脈沖對(duì)消器 來消除地雜波干擾； 重復(fù)進(jìn)行互相關(guān)處理至雙脈沖對(duì)消的步驟，將地雜波干擾處理后的N幀信號(hào)沿速度維 作傅里葉變換實(shí)現(xiàn)相參積累，采用恒虛警準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)； 完成天基外輻射源雷達(dá)地雜波干擾抑制處理。2. 如權(quán)利要求1所述的地雜波干擾實(shí)時(shí)抑制方法，其特征在于， 為保證后一通道的相位中心與前一通道的相位中心位置重合，進(jìn)一步包含根據(jù)對(duì)系統(tǒng) 射頻信號(hào)的收發(fā)時(shí)序要求，完成天基外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)的過程； 所述關(guān)鍵參數(shù)，包含：天基外輻射源軌道高度，載波頻率，工作波長(zhǎng)λ，信號(hào)帶寬B ;雷 達(dá)接收機(jī)所在衛(wèi)星平臺(tái)軌道高度，平臺(tái)速度V，雙通道回波天線間隔D，采集直達(dá)波信號(hào)和 回波信號(hào)的重復(fù)頻率f；= v/D，數(shù)據(jù)采樣率L，積累時(shí)間。3. 如權(quán)利要求2所述的地雜波干擾實(shí)時(shí)抑制方法，其特征在于， 在互相關(guān)處理前，包含分析衛(wèi)星平臺(tái)與外輻射源的空間位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，建立天基外 輻射源雷達(dá)地雜波數(shù)學(xué)模型的如下過程： 目標(biāo)位于以外輻射源和雷達(dá)為焦點(diǎn)的雙站等距離差形成的橢球面上，同樣位于該橢球 面上的地雜波散射點(diǎn)P將對(duì)相應(yīng)距離單元內(nèi)的目標(biāo)檢測(cè)產(chǎn)生干擾； 貝1J，根據(jù)天基外輻射源軌道高度及其與地面保持相對(duì)靜止的關(guān)系，將目標(biāo)所在距離單 元內(nèi)的地雜波信號(hào)看作橢球面與水平面相交處的大量點(diǎn)目標(biāo)的散射回波集合；對(duì)衛(wèi)星平臺(tái) 上的雷達(dá)接收機(jī)天線采用側(cè)視陣，而使天線陣元平行于衛(wèi)星平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。4. 如權(quán)利要求1或3所述的地雜波干擾實(shí)時(shí)抑制方法，其特征在于， 外輻射源發(fā)射的射頻信號(hào)表示為 xT (t) = XT(t)exp(j2ft) 式中，f為載波頻率，Xt(t)為復(fù)基帶信號(hào)； 目標(biāo)回波信號(hào)經(jīng)下變頻到基帶后表示為式中，r(t)為目標(biāo)的雙站距離，A為目標(biāo)回波的復(fù)振幅，c為常量； 外輻射源雷達(dá)將回波信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)構(gòu)造的參考信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算：式中，Δ T為積累時(shí)間，平臺(tái)速度V，二是利用發(fā)射的射頻信號(hào)χτα) 構(gòu)造的參考信號(hào)，且xT(t)通過直達(dá)波天線接收的參考信號(hào)獲得；其中r取值為雙站距離 r(t)； 雙通道回波信號(hào)經(jīng)過互相關(guān)處理后，一通道第η幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果為Y1, n (r，v)，二通 道第n-1幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果為Y2in i (r，v)，在時(shí)域完成雙脈沖對(duì)消：
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天基外輻射源雷達(dá)的地雜波干擾實(shí)時(shí)抑制方法，其中根據(jù)對(duì)系統(tǒng)射頻信號(hào)的收發(fā)時(shí)序要求，完成天基外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)；分析天基雷達(dá)平臺(tái)與外輻射源的空間位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，建立天基外輻射源雷達(dá)地雜波數(shù)學(xué)模型；利用直達(dá)波信號(hào)構(gòu)造參考信號(hào)，與雙通道回波天線接收到的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)處理；一通道第n幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果與二通道第n-1幀信號(hào)的相關(guān)結(jié)果采用雙脈沖對(duì)消器消除地雜波干擾；重復(fù)互相關(guān)處理及雙脈沖對(duì)消步驟將雜波抑制處理后的N幀信號(hào)沿速度維作傅里葉變換實(shí)現(xiàn)相參積累，采用恒虛警準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)。本發(fā)明能較好地抑制地雜波干擾，同時(shí)降低算法復(fù)雜度，便于實(shí)現(xiàn)天基平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。
【IPC分類】G01S7/36
【公開號(hào)】CN105182300
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510578527
【發(fā)明人】李雁斌, 吉峰, 周郁, 蔡昆, 胡鑫, 黃勇
【申請(qǐng)人】上海無線電設(shè)備研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日