[发明专利]一种基于补偿天线方向图误差的宽零陷波束形成方法

说明书

一种基于补偿天线方向图误差的宽零陷波束形成方法。本发明涉及宽零陷波束形成方法。本发明的目的是为了解决在天线方向图误差背景下，传统的杂波抑制算法无法对因舰船运动而展宽的海杂波进行抑制的问题。过程为：一：通过有源校正得到受误差影响天线对应的各个角度的天线方向图误差数据；二：对舰载高频地波雷达的回波数据进行脉冲压缩与相参积累处理，得到通道×多普勒×距离三维谱数据；三：得到归一化的修正正交加权方法权系数；四：得到宽零陷波束形成方法权系数；五：利用宽零陷波束形成方法权系数对三维谱数据进行处理，得到抑制海杂波之后的角度×多普勒×距离三维谱数据。本发明用于舰载高频地波雷达信号处理领域。

技术领域

本发明涉及舰载高频地波雷达信号处理领域，可用于在天线方向图误差背景舰载地波 雷达的海杂波抑制。

背景技术

舰载高频地波雷达是一种新体制雷达，工作频段为3MHz-30MHz，与常规雷达例如微波雷达相比，拥有超视距探测地平线以下目标、反隐身、预警时间长、抗反辐射导弹、 设备稳定、抗干扰能力强等优点，目前在世界各国的军事领域均起到重要的作用。

对于舰载高频地波雷达，舰船平台移动会导致一阶海杂波谱展宽，这会使得速度较慢 的舰船目标受到展宽谱的影响，淹没于海杂波之中，导致无法对目标的信息作准确的估计。 由于一阶海杂波谱与舰船的运动速度有关，相对而言，即可通过舰船的运动速度，推断海 杂波的方位，从而可以将问题转化为对已知方位的杂波进行抑制的问题。针对此问题，国 内学者展开了广泛研究，谢俊好.舰载高频地波雷达目标检测与估值研究[D].哈尔滨工业 大学,2001.中引入了正交加权方法(Orthogonal Weighting,OW)，从而对一阶海杂波进行抑 制；Sun M,Xie J,Hao Z,et al.Target Detection and Estimation forShipborne HFSWR Based on Oblique Projection[C]//2012 11th InternationalConference on Signal Processing(ICSP 2012).0.中随后针对正交加权方法的不足，引入了斜投影算法(Oblique Projection,OP)，在 对固定方位杂波进行抑制的同时，更大程度上保留了目标信号的信息。

对于传统的舰载高频地波雷达，由于天线摆放位置及实际环境的限制，会出现天线方 向图误差的干扰，此误差会造成天线方向图发生畸变，无法正常完成工作。传统的杂波抑 制算法例如正交加权方法与斜投影算法，在存在天线方向图误差背景下效果会恶化，无法 充分抑制淹没舰船的展宽海杂波。此外，由于天线及通道幅度相位特性随使用时间增长发 生缓慢变换，天线阵列的实际误差可能偏离最初的误差测量值，因此对天线的方向图误差 的校正进一步增大了难度。

当天线阵沿船舷两侧布置为均匀线阵，且天线未受方向图误差的影响时，天线阵列所 合成的方向图(包含零陷)关于天线阵列对称。此时雷达阵列可是实现对来自于天线阵两 侧的海杂波的同时抑制。而当天线方向图误差存在时，天线阵所合成的方向图不再关于天 线阵对称。传统的零点形成算法，只能抑制天线某一侧的杂波来源，而另一侧的杂波则进 入天线，影响检测。

阵列误差对于阵列天线的性能有着不可忽略的影响。而目前，各国学者研究的重点为 对阵列位置误差与互耦误差进行校正与分析，而对于实际工程中，最为常见的天线方向图 误差的校正则研究较少，因此，需要一种对天线方向图误差进行校正的方法，能够对舰载 高频地波雷达中的展宽一阶海杂波进行抑制处理。

发明内容

本发明的目的是为了解决在天线方向图误差背景下，传统的杂波抑制算法无法对因舰 船运动而展宽的海杂波进行抑制的问题，而提供一种基于补偿天线方向图误差的宽零陷波 束形成方法。

一种基于补偿天线方向图误差的宽零陷波束形成方法具体过程为：

步骤一：通过有源校正得到受误差影响天线对应的各个角度的天线方向图误差数据， 记为r(θ)；