基于稀疏恢复的机载双基地MIMO雷达杂波抑制方法

摘要

本发明属于双基地MIMO雷达杂波抑制技术领域，特别涉及基于稀疏恢复的机载双基地MIMO雷达杂波抑制方法。该基于稀疏恢复的机载双基地MIMO雷达杂波抑制方法包括以下步骤：通过匹配滤波得出每个距离门的滤波后回波数据；用稀疏恢复的方法分别求出杂波在每个接收‑发射‑多普勒空间上的幅度；得出每个距离门的协方差矩阵、以及每个距离门对应的不含发射波形的接收数据；对每个距离门对应的不含发射波形的接收数据进行配准，得出对应距离门补偿后的数据；根据每个距离门补偿后的数据，得出最优权矢量；利用最优权矢量，对每个距离门对应的不含发射波形的接收数据进行加权求和，得到抑制杂波后的回波数据。

主权项

基于稀疏恢复的机载双基地MIMO雷达杂波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：机载双基地MIMO雷达的发射机向外发射波形，机载双基地MIMO雷达的接收机接收对应的回波数据；在机载双基地MIMO雷达的接收机接收的回波数据中，通过匹配滤波得出每个距离门的滤波后回波数据；第l个距离门的滤波后回波数据表示为Y_l，l取1至L，L为距离门的总数；在步骤S1中，第l个距离门的第p个杂波点的接收导向矢量a_lp、第l个距离门的第p个杂波点的发射导向矢量b_lp、以及第l个距离门的第p个杂波点的多普勒导向矢量c_lp分别表示为：$a_{lp}={[1,e^{j2{\mathrm{\pi f}}_{r,lp}},...,e^{j2\pi (N-1)f_{r,lp}}]}^T$$b_{lp}={[1,e^{j2{\mathrm{\pi f}}_{t,lp}},...,e^{j2\pi (M-1)f_{t,lp}}]}^T$$c_{lp}={[1,e^{j2{\mathrm{\pi f}}_{d,lp}},...,e^{j2\pi (K-1)f_{d,lp}}]}^T$其中，p取1至N_c，N_c为杂波点的个数；f_r,lp表示第l个距离门的第p个杂波点的接收空间频率，f_t,lp表示第l个距离门的第p个杂波点的发射空间频率，f_d,lp表示第l个距离门的第p个杂波点的多普勒频率；T表示矩阵或向量的转置；M为机载双基地MIMO雷达的发射机的发射阵元个数，N为机载双基地MIMO雷达的接收机的接收阵元个数，K为机载双基地MIMO雷达的接收机在一个相干处理间隔内的接收的脉冲数；则机载双基地MIMO雷达的接收机接收的回波数据Y表示为：$\begin{array}{c}Y=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{Nc}{\Sigma }}{g}_{lp}(a_{lp}^T\otimes c_{lp}^T\otimes b_{lp}^T{S}_l)+g_t(a_t^T\otimes c_t^T\otimes b_t^T{S}_{L_0})+N_0\\ =\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{Nc}{\Sigma }}{g}_{lp}(a_{lp}^T\otimes c_{lp}^T\otimes b_{lp}^T)(I_{NK}\otimes S_l)+g_t(a_t^T\otimes c_t^T\otimes b_t^T{S}_{L_0})+N_0\end{array}$其中，符号表示Kronecker积，L₀表示目标所在距离门，g_lp为第l个距离门的第p个杂波点对应的杂波反射系数，g_t为目标反射系数，N₀为服从高斯分布的白噪声，I_NK表示维数为N*K的单位矩阵；S_l表示第l个距离门对应的发射波形，表示第L₀个距离门对应的发射波形；利用第l个距离门对应的发射波形S_l，对第l个距离门的回波数据进行匹配滤波，得出第l个距离门的滤波后回波数据Y_l，Y_l表示为：$\begin{array}{c}{Y}_l=\left[\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{Nc}{\Sigma }}{g}_{lp}(a_{lp}^T\otimes c_{lp}^T\otimes b_{lp}^T)(I_{NK}\otimes S_l)\right]{(I_{NK}\otimes S_l)}^H\\ +g_t(a_t^T\otimes c_t^T\otimes b_t^T{S}_{L_0}){(I_{NK}\otimes S_l)}^H+N_0{(I_{NK}\otimes S_l)}^H\\ =\left[\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}{H}_l(I_{NK}\otimes S_l)\right]{(I_{NK}\otimes S_l)}^H+g_t(a_t^T\otimes c_t^T\otimes b_t^T{S}_{L_0}){(I_{NK}\otimes S_l)}^H+N_0{(I_{NK}\otimes S_l)}^H;\end{array}$其中，H为矩阵的共轭转置，a_t表示目标的接收导向矢量，b_t表示目标的发射导向矢量，c_t表示目标的多普勒导向矢量；S2：针对每个距离门的回波数据，将对应的接收‑发射‑多普勒空间划分为多个格点；用稀疏恢复的方法分别求出杂波在每个接收‑发射‑多普勒空间上的幅度；S3：根据杂波在每个接收‑发射‑多普勒空间上的幅度，得出每个距离门的协方差矩阵、以及每个距离门对应的不含发射波形的接收数据；第l个距离门的协方差矩阵表示为R_l，第l个距离门对应的不含发射波形的接收数据表示为y_l；S4：对每个距离门对应的不含发射波形的接收数据进行配准，得出对应距离门补偿后的数据；第l个距离门补偿后的数据表示为S5：根据每个距离门补偿后的数据，采用空时自适应处理方法，得出最优权矢量；S6：利用最优权矢量，对每个距离门对应的不含发射波形的接收数据进行加权求和，得到抑制杂波后的回波数据。