[发明专利]机载MIMO雷达非自适应杂波预滤波空时二维对消方法

说明书

技术领域

本发明属于机载MIMO雷达非自适应滤波技术领域，特别涉及机载MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)雷达非自适应杂波预滤波空时二维对消方法，具体说是通过对机载MIMO雷达杂波模型进行分析，将从中获取的先验知识来辅助设计机载MIMO雷达杂波非自适应滤波空时二维对消器，用于MIMO雷达杂波的预处理。

背景技术

从20世纪中期至今，雷达技术蓬勃发展，一大批有重要影响的新技术和新理论不断涌现。多输入多输出技术使雷达系统能够通过时间-能量管理技术实现的同时照射多个独立宽波束，作为一种全新的雷达体制越来越多的应用到雷达中。在2003年到2004年在一些重要的国际会议上，MIMO雷达的概念正式被提出。为了提高处理维数、充分利用首发孔径和提高角分辨率，MIMO雷达采用的多信号同时发射和接收，同时，多信号之间可以是时域、空域或极化域分离的。为了改善目标雷达截面积(RCS,Radar Cross Section)的起伏、提高雷达的目标检测性能和空间分辨力，稳定回波平均接收的能量，MIMO雷达利用了目标散射的空间分集引起的回波信号去相关特性。

随着现代科学技术的不但发展，高精尖武器和先进战机不断问世。由于传统的地基雷达受到地球曲率的限制，出现雷达盲区，难以探测到低空和超低空飞行以及远距离的敌机和导弹，而机载预警雷达系统(Airborne Early Warning,AEW)的出现则有效的克服了这些问题。机载预警雷达以预警机为平台，以较高的飞行高度克服了传统地基雷达的限制，同时机载预警雷达具有更强的生存能力。但是，为了探测低空飞行目标和地面动目标，机载雷达的工作状态多为下视，因此，机载预警雷达的性能受到地杂波的强烈影响。由于地杂波分布广泛，种类繁多，同时由于机载预警雷达处在运动状态，地杂波的空时偶合特性会非常复杂，会产生极宽的杂波谱。这会大大增加目标检测的难度。

为了更好的抑制地杂波，提高雷达探测性能和目标分辨率，机载MIMO雷达应运而生。由于MIMO雷达多发多收特性，有很高的自由度可以利用，因此MIMO雷达可以有效的抑制杂波。同时，MIMO雷达可以通过发射-接收联合自适应波束形成来对进入主瓣的多径杂波实现有效的抑制。但是，MIMO雷达也有明显不足，MIMO雷达的高自由度尽管可以有效的抑制杂波，但是却需要大量的样本，而在空时自适应处理中，样本数是极少的，同时，这也带来了高额的计算复杂度。

发明内容

本发明的目的在于提出机载MIMO雷达非自适应杂波预滤波空时二维对消方法，本发明中，首先建立机载MIMO平台杂波模型，获取雷达工作参数，并利用雷达工作参数设计机载MIMO雷达非自适应空时二维对消器的滤波器，使用该滤波器可以对地杂波进行有效的预滤波。该发明与MIMO STAP(空时自适应处理方法)级联使用可以明显降低MIMO STAP所需要的样本数并降低计算复杂度，同时，本发明与传统MTI(动目标显示，Moving Target Indication)方法级联使用可以有效的提高机载MIMO雷达性能。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

机载MIMO雷达非自适应杂波预滤波空时二维对消方法包括以下步骤：

步骤1，利用机载MIMO雷达的发射阵列发射信号，利用机载MIMO雷达的接收阵列接收回波信号；将机载MIMO雷达的待检测距离单元表示为第l0个距离单元，得出机载MIMO雷达的第k个脉冲的待检测距离单元的杂波匹配滤波信号的主瓣杂波k＝0,1,…,K-1，K为机载MIMO雷达接收信号的脉冲数；

步骤2，得到机载MIMO雷达的第k个脉冲的待检测距离单元的主瓣杂波信号矢量v_k，vec(·)表示列矢量化处理；令v_k＝AD_kb_k，其中，A表示空域导向矢量矩阵，D_k表示机载MIMO雷达的第k个脉冲对应的多普勒矩阵，b_k表示机载MIMO雷达的第k个脉冲对应的散射单元回波幅度矢量；