[发明专利]基于对角加载的机载非正侧视阵雷达稳健杂波抑制方法

说明书

本发明公开一种基于对角加载的机载非正侧视阵雷达稳健杂波抑制方法，可用于机载非正侧视阵雷达，进行稳健的杂波抑制。本发明的实现步骤如下：获得杂波数据；利用最大似然估计公式，计算机载非正侧视阵雷达杂波的采样协方差矩阵；计算杂波自由度估计值；生成对角加载因子；通过对角加载优化机载非正侧视阵雷达杂波的采样协方差矩阵，得到对角加载后的协方差矩阵；杂波抑制。本发明根据协方差矩阵特征谱分布特性计算机载非正侧视阵雷达杂波协方差矩阵的对角加载因子，通过对角加载可以提高杂波抑制的稳健性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域一种基于对角加载的机载非正侧视阵雷达稳健杂波抑制方法。本发明可用于机载非正侧视阵雷达，进行稳健的杂波抑制。

背景技术

机载雷达是现代战场最重要的传感器之一，由于以飞机作为平台，所以具有较远的可视距离，并且可以灵活、快速地部署在所需要的地方担任警戒，指挥等重要任务，因此受到广泛的重视。但是机载雷达在下视工作时，由于载机的运动，不同方向的地杂波相对于载机的速度不同，从而使杂波谱严重扩展，杂波呈现出很强的空时耦合特性，从而严重影响杂波抑制性能。对于机载非正侧视阵雷达，杂波空时耦合特性是非线性的，杂波抑制的难度更高，因此，如何有效的抑制杂波，是机载非正侧视阵雷达面临的关键技术问题。

电子科技大学在其拥有的专利技术“基于发射空时权优化及KA-STAP的机载雷达杂波抑制方法”(申请号：201710498403.7，授权公告号：CN107255797B)中提出了一种杂波抑制方法。该方法在传统KA-STAP的基础上，充分利用雷达发射端可用自由度，依据阵列结构和杂波先验信息，设计发射空时权矢量抑制主瓣副瓣杂波，在降低接收杂波峰值能量的同时保留了较完整的杂波信息估计先验协方差矩阵，最终通过用构造得到的先验协方差矩阵加载估计的协方差矩阵，计算得到接收STAP滤波器空时最优权向量。该方法能够较好的改善杂波抑制性能。但是该方法存在的不足之处是，在构造先验协方差矩阵过程中，对角加载因子通过经验值获取，导致杂波抑制性能不稳定。

西安电子科技大学在其拥有的专利技术“一种基于协方差矩阵估计的机载雷达杂波抑制方法”(申请号：201610256596.0，申请公布号：CN105929371A)中提出了一种用于机载非正侧视阵雷达的杂波抑制方法。该方法首先计算每个距离门-多普勒通道杂波数据块对应的协方差矩阵，然后对协方差矩阵元素进行归一化得到加权系数，进而得到加权协方差矩阵，最后通过迭代计算最优协方差矩阵。该方法通过充分利用杂波数据，可以较好的抑制杂波。但是该方法存在的不足之处是，利用迭代优化协方差矩阵，计算量大，运算复杂度高，不易进行实时杂波抑制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于对角加载的机载非正侧视阵雷达稳健杂波抑制方法，用于解决机载非正侧视阵雷达对角加载因子难以确定的问题。

实现本发明目的的技术方案是：通过杂波自由度区分杂波协方差矩阵的大特征值和小特征值，利用小特征值确定对角加载因子，通过对角加载后的协方差矩阵可以实现稳健的杂波抑制。

实现本发明目的的具体步骤包括如下：

(1)获得杂波数据：

将待抑制的机载非正侧视阵雷达杂波表示为一个N×K,L的二维矩阵，其中，N表示机载非正侧视阵雷达接收阵列的阵元个数，K表示每个脉冲重复周期的相干脉冲数，L表示采样杂波数据的距离门样本数；

(2)利用最大似然估计公式，计算机载非正侧视阵雷达杂波的采样协方差矩阵；

(3)计算杂波自由度估计值：

利用机载非正侧视阵雷达接收阵列的构型参数，通过下式，计算杂波自由度估计值：