[发明专利]高重频和差天线雷达导引头的杂波抑制方法

说明书

本发明公开了一种高重频和差天线雷达导引头的杂波抑制方法，主要解决现有技术不能有效实现高脉冲重复频率(HPRF)雷达模糊杂波的抑制，且对慢速目标的检测性能差的问题。其实现方案是：获取和差天线体制雷达高重距离模糊的二维回波数据矩阵；取差通道数据进行滑窗重排获得训练样本；根据最小方差无失真响应准则设计自适应权矢量；对自适应权矢量进行扩充，构造扩充矢量；将扩充矢量作用于自适应权矢量获得最终自适应权矢量；将最终的自适应权矢量作用于和通道回波数据，获得杂波抑制后的输出信号。本发明能有效实现HPRF雷达模糊杂波抑制，改善目标的输出信杂噪比，提高慢速目标的检测性能，可用于多重距离模糊的地海面杂波的抑制。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种杂波抑制方法，可用于超低空运动目标检测时，多重距离模糊的地海面杂波的抑制。

背景技术

雷达运动目标检测与参数估计性能对于提升导引头远程精确打击能力至关重要，现有导引头雷达通常工作于高脉冲重复频率(HPRF)，当导引头雷达处于下视工作状态时，面临的地海面杂波存在严重的多普勒扩展，慢速目标信号将被淹没在杂波背景中，且随着PRF的增大，最大无模糊距离变小，模糊的重数变多，距离模糊问题变的更严重，目标与多重距离模糊杂波竞争，导致动目标检测难度加大。因此提升导引头杂波抑制性能对目标检测非常重要。

西安电子科技大学在其CN 103176168 A专利中提出了“一种机载非正侧视阵雷达近程杂波对消方法”。该方法首先估计出近程模糊距离门对应的俯仰角，然后利用杂波空时两维功率谱的先验信息来对近程杂波进行估计，再对原始各个接收天线的数据进行自适应近程杂波对消，最后对剩余的远程杂波采用降维空时自适应处理(STAP)方法进行抑制。该方法能够对近程杂波进行有效抑制，获得比直接处理好的杂波抑制性能。但是由于HPRF雷达体制的占空比较高，回波为准连续波信号，最大无模糊距离较小，对应距离维样本数L通常较小，甚至为1，该方法无法对这种由近程杂波和远程杂波高度混叠的杂波进行抑制。

河海大学在其CN 102721947 A专利中提出了“机载数字阵列雷达高效三维空时自适应杂波抑制方法”。其首先在空域俯仰维设计鲁棒自适应波束形成器(ADBF)抑制近程杂波，然后基于局域联合处理算法设计方位-脉冲域二维降维空时自适应处理器进一步抑制剩余远程杂波。该方法虽然能够较好的滤除机载非正侧面阵雷达各次距离模糊的杂波，但是，当俯仰维自由度不足或俯仰维孔径有限时，该方法的杂波抑制性能将会降低。此外，该方法只适应于相控阵，无法抑制和差天线体制的雷达杂波。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种高重频和差天线雷达导引头的杂波抑制方法，以实现对高脉冲重复频率(HPRF)雷达的模糊杂波有效抑制，提高对慢速目标的检测性能。

本发明的技术方案是：联合利用差-差-双差通道数据估计杂波协方差矩阵，拟合和通道的杂波协方差矩阵并基于最小方差准则实现和通道杂波对消，具体实现包括如下：

(1)根据实测回波数据或者仿真回波数据，获得和差天线体制雷达高重距离模糊的二维回波数据矩阵X；

(2)从二维回波数据矩阵X中取差通道数据进行滑窗重排获得训练样本；

(2a)从回波数据矩阵X的第l个空时快拍数据矩阵X(l)中选取方位差通道数据，俯仰差通道数据和双差通道数据，分别沿脉冲维进行平滑，并将数据进行重排，得到方位差通道数据对应的矩阵为Y_θ(l)、俯仰差通道数据对应的矩阵和双差通道数据对应的矩阵Y_Λ(l)：