[发明专利]一种机载预警雷达目标检测方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达杂波抑制技术领域，特别涉及一种机载预警雷达目标检测方法，可用于机载预警雷达信号处理。

背景技术

机载预警雷达的主要任务是在复杂杂波背景中探测目标并对其进行定位跟踪，而对杂波进行有效抑制是提高预警雷达工作性能的核心手段。空时自适应处理(space-time adaptive processing，STAP)技术充分利用空域和时域信息，在对目标信号进行相干积累的同时，通过空时自适应处理滤除地面杂波，实现机载雷达对目标的有效检测。如美国的E2-D机载预警雷达就采用此技术。在实际应用中，STAP技术主要存在以下两方面问题：首先，在非均匀的杂波环境中，要获得足够多的用于估计协方差矩阵的独立同分布(independent and identically distributed，IID)训练样本非常困难；其次，即使训练样本的需求得到满足，全空时处理计算量过大的问题会导致实时性难以保证。为解决上述问题，推动STAP技术更加实用化，人们提出了许多改进措施或方法。

清华大学申请的发明专利“非均匀杂波环境下空时自适应处理方法”(专利申请号201010129723.3，公布号CN 101819269 A)公开了一种在非均匀杂波环境中超分辨估计杂波空时二维谱的超完备稀疏表示方法。该方法实现了在独立同分布样本数不足的情况下，利用单帧训练样本估计杂波协方差矩阵，从而避免强非均匀杂波环境对自适应处理效果的影响。但是，该方法仍然存在的主要不足是：对杂波谱进行稀疏表示的超完备基数目未定，但远大于系统自由度，而实际中系统自由度通常成千上万，这样在每一距离单元样本的协方差矩阵重构过程中所需要的运算量非常大，不利于实时处理，从而影响到它的实际工程应用效果。

北京理工大学申请的发明专利“一种基于协方差矩阵加权的降维空时自适应处理方法”(专利申请号201210251589.3，公布号CN 102778669 A)公开了一种利用协方差矩阵加权技术估计杂波协方差矩阵的方法。该方法实现了自适应地展宽杂波凹口来适应实际环境中的杂波脊，从而使得存在杂波泄露时，也能通过STAP方法有效地抑制杂波，提高了STAP在实际应用中的稳健性。但是，该方法仍然存在的不足是：为抑制杂波所设计的滤波器凹口宽度是人为设定的，不能自适应地感知实际数据中的杂波脊情况，当展宽量过大时，会造成最小可检测速度变大，对低速小目标的检测非常不利。

发明内容

本发明的目的在于提出一种机载预警雷达目标检测方法，能够改善自适应信号处理的杂波抑制性能，提高运动目标的检测概率。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种机载预警雷达目标检测方法包括以下步骤：

步骤1，利用机载预警雷达天线接收空时二维回波数据；

步骤2，确定空时二维回波数据相关的杂波脊曲线位置所对应的归一化空时二维频点；

步骤3，根据杂波脊曲线位置所对应的归一化空时二维频点构造杂波脊导向矢量基矩阵ψ；

步骤4，构造阵元误差矢量E_s，其中，⊙表示表示Hadamard积；1_N表示N行的列向量，1_N中的元素全为1；ρ表示阵元幅度误差矢量，表示阵元相位误差矢量；构造新的杂波脊导向矢量基矩阵ψ′：

ψ′=diag(Es⊗1M)ψ]]>

其中，表示克罗内克积，1_M表示M行的列向量，1_M中的元素全为1，表示以向量的元素为主对角线元素而构成的对角矩阵；

步骤5，利用新的杂波脊导向矢量基矩阵ψ′对第l个待检测距离单元的数据在最小二乘约束下进行迭代拟合，获取第l个待检测距离单元的拟合后的剩余数据，l＝1,2,...L，L为机载预警雷达的待检测距离单元数；

步骤6，对第l个待检测距离单元的拟合后的剩余数据进行单元平均恒虚警检测，得出目标检测结果。

本发明的特点和进一步改进在于：