[发明专利]基于简化EC的机载MIMO雷达空时自适应处理方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达杂波信号特征相消技术领域，特别涉及基于简化EC的机载MIMO雷达空时自适应处理方法。

背景技术

在现代战争中，掌握制空权是赢得战争胜利的重要保证。机载预警雷达由于架设在很高的平台上，对低空飞行目标的可视距离要比地面雷达远得多，因而受到广泛重视。机载雷达做下视工作时，地面杂波不仅范围广、强度大，而且不同方向的杂波相对于载机的速度都不同，从而使杂波谱大大展宽，导致雷达的目标检测能力受到严重影响。因此，如何有效地抑制杂波是机载雷达必须要解决的问题。

由于载机运动，地杂波呈现出很强的空时耦合性，这就决定了机载雷达杂波抑制属于典型的空时二维滤波问题，而且其处理又要实时自适应实现，即抑制杂波需要采用空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing，STAP)，典型的STAP方法有1DT方法和mDT方法。1DT方法是指先时域多普勒滤波后级联空域自适应波束形成的杂波抑制方法，也称为因子化方法(Factored Approach，FA)，研究表明，1DT方法在副瓣杂波区性能是准最优的，但在主杂波区性能有待改善。为此出现了1DT的改进方法—mDT方法，mDT方法又被称为扩展因子化方法(Extended Factored Approach，EFA)，即在主杂波区附近联合m(m通常取奇数3、5等)个多普勒通道进行自适应处理，明显提高了主杂波的抑制性能。

集中式MIMO(多输入多输出)雷达可以看作是相控阵雷达的发展，有着相控阵雷达所无法比拟的优势。第一，MIMO雷达利用少量物理天线就可以综合出较多的信号处理自由度，这在对雷达重量要求苛刻的机载应用背景中具有很大的优势；第二，MIMO雷达利用虚拟阵元技术大幅提高了杂波的空间分辨力，使得抗杂波性能显著提高；第三，MIMO雷达发射全向波束或同时多波束，不需要进行空间扫描，所以拥有较长的波束驻留时间，从而提高了多普勒分辨力进而降低了最小可检测目标速度；第四，MIMO雷达可利用收发联合自适应波束形成提高对多径杂波的抑制能力。这些优点使得机载MIMO雷达有着广阔的应用前景。因此，MIMO-STAP(MIMO雷达的空时自适应处理)迅速成为国际雷达界的一个研究热点。

与相控阵雷达一样，MIMO-STAP同样面临高维协方差矩阵的估计和求逆问题。虽然针对相控阵雷达空时自适应处理提出的降维处理方法也可以缓解MIMO-STAP的问题，但由于发射波形分集的缘故，MIMO-STAP将传统的空—时二维处理扩展到空—时—码(波形)三维空间，数据维数的急剧增加导致运算量和协方差矩阵估计等问题变得更加突出，简单地套用这些方法仍难以满足实时性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提出基于简化EC的机载MIMO雷达空时自适应处理方法，本发明运算量小、计算复杂度低、样本数目要求小。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

基于简化EC的机载MIMO雷达空时自适应处理方法，包括以下步骤：

步骤1，利用机载MIMO雷达的发射阵列发射脉冲串波形，利用机载MIMO雷达的接收阵列接收地面反射的回波数据；机载MIMO雷达的发射阵列为均匀线阵，机载MIMO雷达的发射阵列的阵元数为M，机载MIMO雷达的发射阵列的阵元间距为d_T，机载MIMO雷达在一个相干处理间隔(Coherent Processing Interval，CPI)之内发射阵列发射脉冲串波形的脉冲数为K；机载MIMO雷达的接收阵列为均匀线阵，机载MIMO雷达的接收阵列的阵元数为N，机载MIMO雷达的接收阵列的阵元间距为d_R；根据机载MIMO雷达的接收阵列的每个阵元接收到的K个脉冲周期的回波数据，得出MNK×1维的杂波加噪声数据矢量y；

步骤2，构建目标空时二维导向矢量b(f_s,0,f_d,0)，f_s,0表示目标的归一化空间频率，f_d,0表示目标的归一化多普勒频率；