[发明专利]基于杂波子空间的阵元误差估计方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及机载雷达技术领域中的一种基于杂波子空间的阵元误差估计方法。本发明利用估计出来的阵元误差对理论杂波模型进行修正，可以显著提高机载雷达的杂波抑制性能和目标检测性能。

背景技术

机载雷达在检测地面低速运动目标时，通常面临强杂波的竞争，给运动目标检测带来了严峻的挑战。空时自适应处理（space time adaptive processing，STAP）可以有效抑制杂波并实现运动目标检测。通常STAP中的协方差矩阵是通过选择待检测单元邻近的单元作为训练样本来估计得到的。在训练样本独立同分布且和待检测单元的统计特性一致的条件下，样本数目大于两倍系统自由度时自适应处理的性能损失相对于最优处理而言不超过3dB。但是实际的杂波场景往往呈现非均匀性，破坏了样本的独立同分布假设，从而影响了机载雷达的杂波抑制和目标检测性能。特别在地面运动目标检测（ground moving target indicator，GMTI）时，由于道路密集，运动目标较多，训练样本中常常包含有目标信号。

中国科学院电子学研究所拥有的专利技术“一种基于样本训练的机载雷达非平稳杂波抑制方法”（专利申请号：2011102289306.X，申请公告号：CN103018727A）中提出了一种基于样本训练的机载雷达非平稳杂波抑制方法。该专利技术在利用训练样本进行空时自适应处理（STAP）时，通过减少距离向的训练样本，和以滑动窗形式依次滑动选取脉冲，来增加脉冲维的训练样本，有效提高了杂波协方差矩阵的估计精度，改善主瓣区杂波抑制性能。但是该专利技术仍然存在的不足是，当训练样本中包含有目标信号时，利用这些样本构造协方差矩阵并计算自适应权值，将导致杂波的抑制性能和目标的检测性能变差。

中国科学院电子学研究所拥有的专利技术“基于噪声失效奇异值分解的地基雷达杂波抑制方法”（专利申请号：201110028151.4，申请公告号：CN102621534A）中提出了一种基于噪声失效奇异值分解的地基雷达杂波抑制方法。该专利技术通过选择所有门限值中使得噪声向量最接近高斯向量的那个值，作为噪声系数的门限值，该方法当噪声向量满足高斯分布时，有效改善了杂波抑制效果。但是该专利技术仍然存在的不足是，当噪声向量不满足高斯分布时，利用该方法进行杂波抑制，将导致杂波的抑制性能和目标的检测性能变差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于杂波子空间的阵元误差估计方法。本发明利用雷达先验信息计算杂波空时导向矢量矩阵，再分别对接收数据和杂波空时导向矢量矩阵进行奇异值分解，分别得到最大奇异值对应的左奇异向量和杂波的正交补空间，最后利用两者的正交性，来估计天线阵元误差。

本发明的具体实施步骤如下：

(1)计算杂波空时导向矢量矩阵：

利用雷达先验信息，计算杂波空时导向矢量矩阵。

(2)奇异值分解：

2a)对雷达接收数据进行奇异值分解，得到接收数据左奇异值矢量矩阵，主、次奇异值对应的对角矩阵和接收数据右奇异值矢量矩阵；

2b)对杂波空时导向矢量矩阵进行奇异值分解，得到左奇异值矢量矩阵，主、次奇异值对应的对角矩阵和右奇异值矢量矩阵。

(3)计算主奇异值的数目：

按照下式，计算得到主奇异值的数目：

r=min(Σi=1mσi≥0.999Σi=1NMσi)]]>