[发明专利]一种多通道SAR-GMTI距离模糊杂波抑制方法

说明书

一种多通道SAR‑GMTI距离模糊杂波抑制方法，用于解决在回波存在距离模糊时杂波抑制性能下降的问题。步骤为：1.回波下变频和匹配滤波；2.距离依赖补偿；3.提取各距离模糊回波信号并重建无模糊信号；4.对无模糊信号使用空时自适应处理方法在图像域或者后多普勒域完成杂波抑制。本发明可提供比传统一发N收多通道系统多一倍的自由度，可有效抑制距离模糊杂波，拓展检测区域面积，避免低PRF产生的过多盲速，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及一种雷达信号的自适应处理方法，可用于SAR-GMTI系统在回波存在距离模糊情况下的杂波抑制。

背景技术

多通道合成孔径雷达(SAR)可以突破单通道SAR的最小天线面积约束，同时实现高分辨率和宽测绘带成像。另外，利用SAR回波进行地面运动目标检测时，多个方位向通道提供的空间自由度也可以提高杂波的抑制性能。

对于方位向多通道SAR-GMTI(地面运动目标检测)系统，脉冲重复频率(PRF)较低，一般只存在多普勒模糊而不存在距离模糊，通常对部分通道进行数字波束形成以解除多普勒模糊，然后对部分通道用偏置相位中心天线(DPCA)或STAP等传统方法进行杂波抑制。这类系统的缺点包括：一、需要较多的通道数目分别用于解多普勒模糊和抑制杂波，实际系统可能由于平台尺寸、载荷重量、功率等原因无法提供足够多的通道；二、低PRF造成盲速过多。若系统工作在高PRF下，只存在距离模糊，这种方式虽然避免了多普勒模糊，但是传统的方位向多通道系统无法解除距离模糊。因此，实际应用中迫切需要一种对系统通道数目要求较低的广域高分SAR-GMTI杂波抑制方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于频率分集阵列(PFA)的方位向多通道SAR-GMTI系统距离模糊杂波抑制方法，分别使用多输入多输出(MIMO)雷达的发射自由度和接收自由度完成解距离模糊和杂波抑制，从而降低了对系统通道数目的要求。

本发明的技术解决方案是：一种多通道SAR-GMTI距离模糊杂波抑制方法，包括如下步骤：

(1)将FDA-SAR天线沿方位向均匀划分，N个天线同时发射正交波形信号，M个天线同时接收，在一个合成孔径时间内采集K个脉冲；其中M，N，K均为正整数；

(2)接收FDA-SAR的回波信号并进行下变频，然后进行匹配滤波；

(3)构建距离依赖补偿因子h_l，对N发M收频率分集阵列K次脉冲回波快拍矢量x_l进行距离补偿，将各个距离单元回波功率谱在发射空间频率域对齐，补偿后的回波矢量表示为

其中h_l＝diag[1,exp(j4πΔfR_l/c),…,exp(j4πΔfR_l(N-1)/c)]，x_l＝x_c+x_s+n，n为高斯白噪声矢量，I_MK为MK维单位阵，diag[·]为对角矩阵，Δf为发射天线间的频率增量，

第p距离模糊区中第l距离单元到雷达的最近斜距为R_p,l＝R_l+(p-1)R_u,p＝1,…,N_r，v_r表示动目标径向速度，θ为锥角，v_r,p,θ_p,ξ_p′分别表示第p距离模糊区内动目标的径向速度、锥角及增益系数，θ_p,i,ξ′_p,i分别表示第p距离模糊区内第i个杂波散射点的锥角和增益系数，表示Kronecker积，

t(R,θ)＝[1,exp(-j4πRΔf/c+j2πd_T sinθ/λ),…