机载数字阵列雷达近程杂波高效自适应抑制方法

摘要

本发明公布了一种机载数字阵列雷达近程杂波高效自适应抑制方法，所述方法采用仅包含近程杂波的第一个填零脉冲为训练样本。同时，对天线阵元逐列在俯仰向进行降维形成俯仰和波束与俯仰差波束，并基于旁瓣相消原理利用俯仰差波束自适应对消俯仰和波束中的近程杂波。本发明能有效滤除每个距离单元接收信号中的近程杂波，且俯仰自适应滤波后俯仰和波束主波束保形性能好，运算量小，适合工程应用。

主权项

1.一种机载数字阵列雷达近程杂波高效自适应抑制方法，其特征在于包括如下步骤：1)训练样本选取：采用第一个填零脉冲作为训练样本用以估计自适应权值，此时数字阵列每个阵元接收信号中都只包含了近程杂波信息，则第l个距离单元天线阵面每列俯仰线阵第一个填零脉冲接收信号为X_l；2)俯仰空域降维：对每一列俯仰线阵，分别降维形成俯仰和波束与俯仰差波束，即${\Sigma }_E=\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{A}_i$(1)${\Delta }_E=\underset{i=1}{\overset{M/2}{\Sigma }}{A}_i-\underset{i=M/2+1}{\overset{M}{\Sigma }}{A}_i$其中M为天线俯仰维阵元个数；A_i为每列第i个阵元在每个脉冲的输出信号；∑_E为每列M个阵元降维后形成的俯仰和波束；Δ_E为每列M个阵元降维后形成的俯仰差波束；其实∑_E、Δ_E对应为俯仰每列线阵输出信号与降维矩阵T的乘积，即：$\left[\begin{array}{c}{\Sigma }_E\\ {\Delta }_E\end{array}\right]=\mathrm{SgT},$$T={\left[\begin{array}{cc}1,L,1& 1,L,1\\ 1,L,1& -1,L,-1\end{array}\right]}_{M\times 2}---\left(2\right)$其中S＝[A₁A₂LA_M]为俯仰每列各阵元在每个脉冲的输出信号；经俯仰空域降维处理后，每列阵元第l个距离单元第一个填零脉冲俯仰和波束输出信号与俯仰差波束输出信号为：$\left[\begin{array}{c}{\Sigma }_l\\ {\Delta }_l\end{array}\right]=X_l\mathrm{gT}---\left(3\right)$3)近程杂波抑制：根据旁瓣相消(SLC)原理，对第l个距离单元用俯仰差波束对消俯仰和波束中的近程杂波，自适应权值WE满足：min E[(∑_E-W_EΔ_E)(∑_E-W_EΔ_E)^H]     (4)其中E[·]为数学期望运算，(·)^H为共轭转置运算符；则$W_E=R_{\Delta }^{-1}{R}_{\mathrm{\Delta \Sigma }}---\left(5\right)$其中自相关矩阵R_Δ采用每列降维处理后第l个距离单元及邻近L个距离单元第一个填零脉冲的俯仰差波束输出信号估计得到，一般取L＝9，即互相关矩阵R_Δ∑采用每列降维处理后第l个距离单元及邻近L个距离单元第一个填零脉冲俯仰和波束输出信号和俯仰差波束输出信号估计得到，一般取L＝9，即由公式(3)、(4)、(5)，对第l个距离单元每一列俯仰线阵实现近程杂波抑制的自适应权值W′_l为：$W_l^{\prime }=T·\left[\begin{array}{c}1\\ -W_E\end{array}\right]---\left(6\right)$因此，对第l个距离单元每一列线阵采用自适应权值W′_l逐脉冲进行俯仰滤波，就能有效抑制每个脉冲信号中的近程杂波，同时避免远区目标信号受到损失；对不同的距离单元可采用上述流程分别计算相对应的自适应权值W′_i，进而对每列阵元逐脉冲进行俯仰滤波就能实现对所有距离单元每个脉冲信号中的近程杂波抑制。