[发明专利]基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法

权利要求书

1.一种基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据雷达配置信息确定俯仰角和方位角范围，并离散为高分辨俯仰和方位分辨单元，根据杂波空时分布与俯仰方位角之间的关系，构造杂波空时导向矢量矩阵；

S2、构建稀疏恢复模型，利用典型的SR算法估计原始杂波AE谱；

S3、利用俯仰滤波器消除距离模糊杂波和稀疏恢复过程中产生的伪值，得到高分辨准确杂波AE谱；

S4、利用所得的杂波AE谱与CCM之间的数学关系，计算CCM，设计机载雷达的自适应处理器，进行目标检测。

2.根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：

S11、设俯仰角范围为[0，π/2]，方位角范围为[θ_min，θ_max]，其中θ_min和θ_max分别为由雷达发射和接收波束确定的最小和最大方位角；将俯仰角范围和方位角范围分别离散为和N_θ个分辨单元得：

其中，m＝1，2，…，N_θ，

S12、构造空时导向矢量矩阵为：

其中，为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元的空时导向矢量，表示为：

其中，表示Kronecker积，和分别为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元的时域导向矢量和空域导向矢量：

和分别为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元杂波块的多普勒频率和空间频率，表示为：

其中，f_prf为脉冲重复频率，λ为雷达波长，d为阵元间隔，v₀是载机速度，θ_p为天线与雷达飞行方向的夹角。

3.根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：

S21、建立的稀疏恢复模型为：

其中，α_l定义为第l个训练单元的杂波AE谱；

S22、根据稀疏恢复理论，通过以下公式计算α_l：

其中，||·||₀代表向量的0-范数，||·||₂代表矩阵的2-范数，ε为由噪声决定的常数。

4.根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤为：

S31、利用L个训练单元的平均杂波AE谱近似待测单元的杂波AE谱，即：

α0=1LΣl=1Lαl;]]>

S32、设R₀为待测单元的距离，对应的俯仰角为其中H为载机高度，则待测单元的俯仰滤波器可以表示为的矢量F₀，其中，F₀的第j个元素为：

其中，是由第l个训练单元的俯仰角和俯仰角误差决定的范围，表示为：

其中，γ为设置的适当常数；

因此，待测单元的准确杂波AE谱为：

其中，⊙表示Hadamard积。

5.根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S4中待测单元的CCM可以表示为：

其中，为的第(m-1)N_θ+n个元素，σ²为噪声功率，I为NK×NK的单位矩阵。

6.根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S4中自适应滤波器的权值w₀和输出y可分别表示为：

w0=μR0-1S(ftart,ftars);]]>

y＝w^Hx₀；

其中，μ为归一化常数参量，为R₀的逆矩阵，为目标空时导向矢量，和表示目标的多普勒频率和空间频率。