一种机载雷达非平稳杂波抑制方法

摘要

本发明公开了一种机载雷达非平稳杂波抑制方法。本发明首先取出雷达接收到的脉冲压缩后的待检测距离单元的回波数据并利用迭代自适应谱估计方法估计空时二维功率谱；利用空时二维功率谱重构协方差矩阵并对重构的协方差矩阵进行修正；最后用修正后的协方差矩阵计算滤波权值并实时进行杂波抑制。本发明无需样本选取，有效地避开了样本污染和样本数不足的问题；本发明重构杂波子空间时考虑了整个空时平面，因而更加精确，对杂波抑制性能更优；本发明无需空域子孔径平滑，因此不存在空时孔径损失的问题，且不受天线结构的限制；本发明的目标剔除方法仅在空时平面上期望目标处形成凹口，能减小额外的杂波抑制性能损失，可用于机载雷达非平稳杂波抑制。

主权项

一种机载雷达非平稳杂波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1取出雷达接收到的经脉冲压缩后第l号待检测距离单元的回波数据x_l，并利用常规的迭代自适应谱估计方法估计该距离单元的空时二维功率谱矩阵其中l＝1，…，L，L为需要进行目标检测的距离单元的个数；步骤2利用估计得到的空时二维功率谱矩阵以及导向矢量矩阵A重构第l号距离单元的空时二维协方差矩阵并对进行修正，得到修正后的协方差矩阵包括如下步骤：2a)首先将整个空时平面均分为K＝K_sK_t个网格点，K_s是空间频率轴被等分的数量，K_t是多普勒频率轴被等分的数量，各点对应的归一化空间频率和归一化多普勒频率分别为f_s，n，n＝1，2，…，K_s和f_d，m，m＝1，2，…，K_t，空时导向矢量表示为：$s(f_{d,m},f_{s,n})={[1,e^{j2\pi f_{d,m}},...,e^{j2\pi f_{d,m}(M-1)}]}^T{\otimes [1,e^{j2\pi f_{s,n}},...,e^{j2\pi f_{s,n}(N-1)}]}^T$其中M为脉冲数，N为空域接收通道数，[·]^T表示转置，表示Kronecker积；2b)利用估计得到的空时二维功率谱矩阵和导向矢量矩阵A重构第l号距离单元的空时二维协方差矩阵为：其中$A=[s(f_{d,1},f_{s,1}),s(f_{d,2},f_{s,1}),...,s(f_{d,K_t},f_{s,K_s})]$表示MN×K维的空时导向矢量矩阵；2c)在空时平面上找到与(f_dk，f_s0)距离最近的4个网格点，这4个网格点的坐标记为(f_di，f_si)(i＝1，…，4)，由功率矩阵确定这4个点对应的功率，记为p_i(i＝1，…，4)，其中f_s0为雷达主波束方向对应的归一化空间频率；2d)对进行如下修正，得到修正后的协方差矩阵：${\hat{R}}_{\mathrm{CN},l}={\hat{R}}_l-A_a{D}_a{A}_a^H$其中D_a＝diag{p₁，p₂，p₃，p₄}，diag{·}表示对角矩阵，A_a＝[s(f_d1，f_s1)，…，s(f_d4，f_s4)]为相邻四点组成的导向矢量矩阵；步骤3在保证期望目标信号增益不变的前提下，根据线性约束最小方差准则，利用修正后的协方差矩阵计算得到第l号距离单元、第k个多普勒通道的空时滤波器系数w_l，k，k＝1，…，K，K为多普勒通道的个数；步骤4利用第k个多普勒通道的空时滤波器w_l，k抑制数据x_l中的杂波，得到第l号距离单元、第k个多普勒通道的输出z_l，k；步骤5令k＝k+1，重复步骤(3)～(4)，直至所有K个多普勒通道处理完毕，输出第l号距离单元杂波抑制后的最终多普勒谱：z_l＝[z_l，1，z_l，2，…，z_l，K]^T，其中[·]^T表示转置；步骤6令l＝l+1，重复步骤(1)～(5)，直至所有L个距离单元处理完毕，输出L个距离单元杂波抑制后的距离多普勒谱Z＝[z₁，z₂，…，z_L]^T。