[发明专利]弹载雷达和差通道稳健自适应杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于和差通道体制的稳健自适应杂波抑制方法，解决目标约束不确定和目标污染情况下传统弹载雷达和差体制面临的目标检测性能损失严重的问题。其实现步骤为：建立回波信号模型，得到空时快拍数据；用空时快拍数据估计协方差矩阵；设计幅相联合多点约束的空时二维和波束；设计联合零点和导数约束的空时差波束。本发明直接利用弹载雷达已有的和差通道输出信号，联合空域和时域信息并使用多种约束进行空时自适应处理。克服目标污染和目标约束的不确定性，具有较好的鲁棒性，做到了主瓣保形，提升了目标角度和多普勒参数估计的精度和稳健性，增强了动目标检测性能，用于弹载雷达领域。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，主要涉及弹载雷达的杂波抑制，具体是一种弹载雷达和差通道稳健自适应杂波抑制方法,可用于动目标检测，提高角度和多普勒参数估计的性能。

背景技术

当弹载雷达处于下视工作状态时，杂波多普勒会扩散，导致微弱目标信号被杂波淹没。空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)联合空间和时间二维信息能有效提高杂波抑制能力和动目标检测性能。传统STAP方法的角度估计取决于波束主瓣的指向，多普勒估计则由对应的检测多普勒通道给出，因此角度估计的精度受制于主瓣的宽度，多普勒估计的精度则受制于相干处理时间即频率分辨率。这些限制使得传统STAP方法的目标参数估计精度难以满足一些实际工程需要。

单脉冲测角技术已经广泛在跟踪雷达系统中用于实时角度参数估计，目前弹载雷达也多采用单脉冲天线。将经典的相控阵多波束STAP算法从阵元域推广到只有和差两个波束的波束域，即直接对弹载雷达的和差两个通道信号进行STAP处理的方法称之为和差STAP，利于工程实现，也能提高目标参数估计的精度。

R.D.Brown等在论文“STAP for clutter suppression with sum anddifference beams”(IEEE Trans.Aerosp.Electron.Syst.,vol.36,no.2,pp.634-646,Apr.2000.)中对和差STAP进行了介绍，其和差通道是在射频端形成的，即空间已经微波合成了和差方向图，弹载雷达通常都是这种情形。文中方法没有考虑相干干扰等非理想因素造成的自适应检测器性能损失,会引起主瓣畸变，目标临近自适应方向图凹口，导致目标检测性能恶化。

在STAP雷达中，存在协方差矩阵和目标导向矢量估计不准确的问题，当目标没有被准确约束保护时，会被当作干扰进行抑制，这会导致自适应空时响应主瓣的严重畸变。

实际中，STAP雷达还需要解决目标污染的问题，即当若干相距较近的目标出现在训练样本中时，真实目标外的相干干扰会引起目标污染，造成真实目标被抑制。

综上，传统和差STAP技术受相干干扰，协方差矩阵及导向矢量估计误差和目标污染问题的影响较大，会出现严重的目标检测性能下降。

发明内容

本发明的目的在于针对弹载雷达和差体制存在的目标检测性能损失严重的问题，提出一种受协方差矩阵及导向矢量估计误差影响较小的，能较好地克服目标污染并能精确估计目标参数的弹载雷达和差通道稳健自适应杂波抑制方法。

本发明是一种弹载雷达和差通道稳健自适应杂波抑制方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)构造雷达回波数据：以前视弹载雷达为平台，基于微波和差通道的回波输出构造空(和差通道)时(相干脉冲)快拍数据，考虑发射K个相干脉冲，假定接收到L个距离单元的回波，则第l个距离单元的空时快拍数据表示为：

x(l)＝x_s(l)+x_c(l)+x_n(l)

其中x_s(l)为第l个距离单元的运动目标信号，x_c(l)为第l个距离单元的杂波回波信号，x_n(l)为第l个距离单元的加性高斯白噪声；