[发明专利]杂波空时谱线性补偿的机载非正侧视阵雷达STAP方法

说明书

技术领域

本发明属于机载雷达杂波抑制领域，具体涉及一种杂波空时谱线性补偿的机载非正侧视阵雷达STAP方法。

背景技术

Brennan和Reed于1973年首次提出了STAP理论，可实现对强杂波的有效抑制和慢速运动目标的检测。在此基础上，各种背景下的STAP技术不断提出，近几年机载相控阵雷达自适应杂波抑制的研究也从正侧面转变到非正侧视阵列的研究。非正侧视雷达杂波谱在角度-多普勒平面内不再呈直线分布，并且随距离变化而变化。如果直接采用距离采样统计平均来估计杂波协方差矩阵，由于各距离单元的杂波谱在角度-多普勒平面上不重合，必然会导致STAP滤波器的凹口严重展宽。

解决机载非正侧视雷达杂波距离空变特性的主要方法是对杂波谱进行配准补偿，如多普勒频移(Doppler Warping,DW)补偿，角度多普勒补偿(Angle Doppler Compensation,ADC)，自适应角度多普勒补偿(Adaptive Angle Doppler Compensation,A²DC)等。

但是，上述算法的补偿参数一是根据雷达系统参数直接计算，误差下补偿性能比较差；二是采用基于空时子孔径平滑后的MVDR谱估计补偿系数，但子孔径平滑降低了MVDR谱分辨率且运算量极大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种杂波空时谱线性补偿的机载非正侧视阵雷达STAP方法，解决了现有技术中雷达系统参数直接计算，误差下补偿性能比较差，且运算量极大的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

杂波空时谱线性补偿的机载非正侧视阵雷达STAP方法，包括如下步骤：

步骤1、选取雷达与目标之间有杂波的若干个距离单元，其中，每个距离单元的接收信号均包括多个脉冲信号；

步骤2、对第n个距离单元的接收信号在时间向进行快速傅里叶变换后得到，利用和波束估计多普勒单元输出最大的多普勒频率fd_SCn，然后在空间向对信号进行稀疏重构，采用重心融合法估计稀疏重构后的的空间频率fs_SCn，根据多普勒频率fd_SCn与空间频率fs_SCn得到主杂波空时谱中心；

步骤3、重复步骤2获取所有距离单元接收信号的主杂波空时谱中心，然后按照预先设定的参考单元对所有距离单元进行二维中心配准补偿，得到所有主杂波空时谱中心配准补偿后的输出信号，其中，第n个主杂波空时谱中心配准补偿后的输出信号为C_n；

步骤4、对C_n进行一阶斜率配准，首先，获取第n个距离单元的接收信号与预先设定的参考单元的接收信号之间斜率的改变量Δy_n，将C_n中的时域信号转换成多普勒域信号，获得阵元-多普勒域输出信号，其次，根据Δy_n及多普勒域信号的频率计算多普勒域的补偿矢量S_{n_k}(ΔC_nk)，然后对阵元-多普勒域输出信号进行一阶斜率补偿得到补偿后的阵元-多普勒域信号X_FOn，将X_FOn中的多普勒域信号转换为脉冲域信号，得到第n个距离单元的阵元-脉冲域输出信号；

步骤5、重复步骤4，获取所有距离单元的阵元-脉冲域输出信号；

步骤6、对步骤5中获得的所有阵元-脉冲域输出信号进行降维STAP处理。

所述步骤2中估计最大多普勒单元输出的多普勒频率fd_SCn具体过程如下：

机载非正侧视雷达的接收天线为一个N阵元的均匀线阵，STAP处理的时域脉冲数为K，可将第n个距离单元接收信号逐脉冲排列成一个N×K维矩阵，即