[发明专利]基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法，该方法采用前视阵FDA‑MIMO体制雷达，通过发射K个脉冲获取距离模糊杂波数据，在经过距离依赖频率补偿的基础上再次进行三维角度多普勒补偿，与传统的仅仅经过距离依赖频率补偿的杂波数据相比，本发明方法基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法，使得杂波数据更加满足独立同分布条件，从而使本发明方法在存在严重距离模糊杂波条件下的距离模糊杂波抑制效果更好，有利于目标检测，提高目标检测精度。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法。

背景技术

相比于传统的相控阵雷达，多输入多输出(MIMO)雷达具有多种优势。MIMO雷达的不同发射阵元发射相互正交的波形，并且在接收端的每一个接收阵元上面分别对每一个发射阵元的回波进行处理，因此，MIMO技术可以极大的扩大雷达的角度扫描范围，且不同角度的发射-接收域波束可以同时进行波束形成。

随着高速飞行器的发展，高脉冲重复频率可以减轻多普勒模糊带来的影响，但随之导致的距离模糊杂波问题是雷达信号处理领域的一大难题，严重的距离模糊杂波问题将会导致高速平台的杂波抑制效果急剧恶化，而普通的MIMO雷达难以解决这样的难题。

近年来，频率分集阵列(FDA)逐渐步入人们的视线。FDA在每个发射阵元之间引入了相对于载频而言一个微小的频率间隔。FDA雷达在发射方向图上与距离相关，故给整个雷达系统带来了距离维上的自由度。将FDA与MIMO技术结合，可以通过利用发射域的自由度充分利用距离维上面的自由度，在空间谱维度扩大与杂波谱根据距离模糊区域分散分布的条件下，通过空时距离三维自适应方法抑制距离模糊杂波。

空时距离三维自适应方法需要的是尽可能满足独立同分布的距离门采样数据，而FDA引入的微小频偏虽带来了距离维自由度却也使得杂波数据的发射频率、多普勒频率距离依赖。已知的发射域上的补偿技术仅仅在很小程度上改善了距离依赖性，但多普勒域的距离依赖性未得到提高。前视阵雷达杂波多普勒会随距离远近的不同而不同，因此各个距离门的多普勒特性不同，采样数据不满足独立同分布条件，这会大大降低目标检测性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法，本发明的技术原理是：在前视阵FDA-MIMO雷达中，利用各个模糊距离的杂波在进行距离依赖频率补偿之后在发射-接收-多普勒域上的杂波数据，通过针对目标探测位置构造的三维角度多普勒补偿矩阵，再次对杂波数据进行三维角度多普勒补偿，在严重距离模糊的条件下具有更加优秀的杂波抑制的效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

基于三维角度多普勒补偿的杂波抑制方法，包括以下步骤：

步骤1，设定前视阵FDA-MIMO雷达具有M个发射阵元和N个接收阵元，并在K个脉冲中持续采样，获取M×N×K维的发射-接收-多普勒域导向矢量a(r_l，p，ψ_l，p，q，v_l，p，q，β_l，p，q)；

其中，l表示第l个距离门，p表示第p距离模糊区域，q表示第q个散射点，r_l，p表示第p距离模糊区域上第l个距离门的距离，ψ_l，p，q表示第p距离模糊区域上第l个距离门上的第q个散射点的空域锥角，v_l，p，q表示第p距离模糊区域上第l个距离门上的第q个散射点的运动速度相对平台的径向速度，β_l，p，q表示平台飞行速度与第p距离模糊区域上第l个距离门上的第q个散射点到雷达连线的夹角；