[发明专利]基于交替投影的雷达杂波抑制方法

说明书

本发明属于外辐射源雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于交替投影的雷达杂波抑制方法，针对现有算法杂波抑制性能和内存空间需求耦合的问题，实现迭代式的寻优方案，且不同于传统的迭代式杂波抑制方案(CLEAN算法等)，本发明所提出的基于交替投影的雷达杂波抑制方法能够保证算法线性地以范数收敛于整体最小二乘解，即在收敛性和收敛速度上均有理论保证与实际提升。

技术领域

本发明属于外辐射源雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于交替投影的雷达杂波抑制方法。

背景技术

杂波抑制技术旨在从抑制回波信号中的杂波，显露出被杂波掩盖的目标。经典的杂波抑制技术采用加权抽头延迟线构造自适应滤波器，从而实现杂波抑制，主要包括：最小均方(Least mean square，LMS)自适应滤波器、归一化LMS(Normalized least meansquare，NLMS)自适应滤波器、递归最小二乘(Recursive least square，RLS)自适应滤波器及诸多其他自适应滤波器。2012年，James Palmer和Stephen Searle以零频杂波的抑制性能和算法运算复杂度为标准，对比分析了多种经典自适应滤波器。然而，上述自适应滤波器存在收敛速度慢、滤波阶数高、计算量大等问题，当杂波分布区域较广时，自适应滤波器算法难以有效处理实际数据。

因此，基于“对消”思想的杂波抑制算法开始得到广泛关注，并逐渐形成了杂波参数估计、杂波模板构造、杂波幅度估计与对消的处理流程。在相关研究中，F.Colone等人首先提出了扩展相消算法(the extensive cancellation algorithm，ECA)。然而，实际数据中杂波是连续分布的，难以通过“离散”的算法形式实现杂波的有效抑制。针对该问题，Olivier Rabaste等人提出无限插值的概念，并实现多普勒维度的“连续抑制”。此后，BrianDay等人将无限插值理论扩展到非周期连续波，同时实现了距离维度和多普勒维度的连续抑制。

然而，随着杂波抑制算法在抑制性能上不断突破，其计算复杂度、计算资源需求也不断提高，尤其体现为对计算机的内存需求。为了解决内存需求过大的问题，分块扩展相消算法(Extensive cancellation algorithm-batches，ECA-B)、滑窗扩展相消算法(Slidingextensive cancellation algorithm，ECA-S)、子载波域杂波抑制方法(ECA bysubcarrier,ECA-C)、匹配追踪算法(Matching pursuit，MP)和广义子带抑制算法(Generalized subband cancellation，GSC)等方法被提出。不过，现有方法虽然能够降低算法复杂度，但却会导致杂波抑制性能的损失。为此，本发明从降低复杂度且保持杂波抑制性能的角度出发，提出了一种基于交替投影的雷达杂波抑制方法。经验证，该方法能够有效降低对计算机的内存需求，且能够获得优于上述现有改进方法的杂波抑制性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有算法杂波抑制性能和内存空间需求耦合的问题，实现迭代式的寻优方案，且不同于传统的迭代式杂波抑制方案(CLEAN算法等)，本发明所提出的基于交替投影的雷达杂波抑制方法能够保证算法线性地以范数收敛于整体最小二乘解，即在收敛性和收敛速度上均有理论保证与实际提升。为实现本发明的目的，所采用的技术方案如下：

一种基于动态交替投影的雷达杂波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：从雷达分别获取回波信号和参考信号，通过脉冲-多普勒处理获得距离-多普勒谱，并依据门限检测识别杂波，提取所有杂波的时延-多普勒参数，进而获得杂波时延-多普勒参数集合

其中，N_c为杂波数目，i为杂波的索引，τ_i、f_i分别为第i个杂波的时延、多普勒频率；

步骤2：基于距离-多普勒参数集合构造杂波模板矩阵Φ；