[发明专利]一种基于改进OMP的双基机载雷达自适应杂波谱补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及双基杂波空时谱补偿技术领域，特别是一种基于改进OMP的双基机载雷达自适应杂波谱补偿方法。

背景技术

近年来，运动平台双基地探测得到国内外科研机构的广泛关注。双基地机载雷达采用收发分置的系统，发射机远离危险区域而接收机置于所关注的区域，比一般的单基探测系统具有安全性高、作用距离远、抗干扰性能强等优点。空时自适应处理(STAP)是机载单基雷达杂波抑制和动目标检测的一项先进技术，已较为广泛的应用在预警机雷达上。目前STAP在双基地机载探测系统上的应用还处于理论研究阶段，STAP在双基地机载探测系统中的应用还有很多待研究的问题。

双基地机载雷达探测系统由于收发分置，其杂波角度-多普勒二维谱分布复杂化；双基距离和双基几何构型不同并且随着时间而变化，双基杂波有较强的距离非平稳性，STAP对双基杂波的抑制也就更加困难，这就需要用特殊的方法对不同距离单元的杂波进行补偿。在机载单基雷达中，解决杂波距离非平稳性的方法有多普勒频移(DW)，角度多普勒补偿(ADC)，自适应角度多普勒补偿(A²DC)等。DW、ADC的补偿参数根据雷达系统参数直接计算，在误差下补偿性能较差；AADC采用最小方差无畸变响应(MVDR)谱估计补偿参数，但子孔径平滑降低了MVDR谱的分辨率且运算量极大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于改进OMP的双基机载雷达自适应杂波谱补偿方法，本发明改善了双基杂波谱较强的距离非平稳性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于改进OMP的双基机载雷达自适应杂波谱补偿方法，包括以下步骤：

步骤一、主瓣杂波多普勒频率估计，具体为：

设双基机载雷达接收系统天线阵列阵元数即空域自由度为N，在一个相参脉冲积累CPI内时域脉冲数为K，第l个距离单元接收信号逐脉冲排列为X_l，对X_l进行快速傅里叶变换FFT，得到第l个距离单元所有多普勒单元输出信号D_l：

其中，F_D为FFT变换矩阵，上标H表示转置，D_{l_i}为第l个距离单元第i个多普勒单元输出信号，1≤i≤K；对X_l通过数字波束形成DBF形成接收和波束Σ_l，Σ_l表示为：

Σ_l＝w_ΣX_l

其中，w_Σ为接收和波束权值；

对接收和波束Σ_l进行FFT变换，得到第l个距离单元所有多普勒单元接收和波束输出信号D_Σ,l：

其中，F_Σ,D为和波束FFT变换矩阵，D_{Σ,l_i}为第l个距离单元第i个多普勒单元接收和波束输出信号；对于第l个距离单元，D_Σ,l中的绝对值最大值所在的多普勒单元记为l_d_max，l_d_max对应着接收机主瓣杂波的多普勒频率f_{d_l}；

步骤二、主瓣杂波空间频率估计：在第l个距离单元，对步骤一中D_l中处于l_d_max位置的多普勒单元输出信号也即最大多普勒单元输出信号D_{l_d_max}进行空域稀疏重构，再通过重心融合算法精确计算得到主瓣杂波空间频率，在稀疏重构中最大多普勒单元输出信号D_{l_d_max}为观测矢量；具体为：

2.1、迭代参数初始值设置：残余矢量初始值r₀＝D_{l_d_max}，稀疏度初始值S＝1，迭代计数量初始值t＝1，支撑集初始值Ω₀为空集允许误差为||·||₂为L₂范数运算；经过第t次迭代估计得到稀疏重构的杂波空域幅度分布为其初始值M为N×N_s维的观测矩阵，且M是由空域导引矢量构成的一组超完备基，N_s为空域量化单元数，μ_p表示观测矩阵M的第p列，1≤p≤N_s；

2.2、支撑集更新：根据找出观测矩阵M与残余矢量r_t-1相关性最大的列μ_pt，并更新支撑集