[發明專利]基于雜波子空間的陣元誤差估計方法

有效

• 申請號: 201410114127.6
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103885042A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 吳建新;李春海;王彤;姜磊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及機載雷達技術領域中的一種基于雜波子空間的陣元誤差估計方法。本發明利用估計出來的陣元誤差對理論雜波模型進行修正，可以顯著提高機載雷達的雜波抑制性能和目標檢測性能。

背景技術

機載雷達在檢測地面低速運動目標時，通常面臨強雜波的競爭，給運動目標檢測帶來了嚴峻的挑戰。空時自適應處理（space?time?adaptive?processing，STAP）可以有效抑制雜波并實現運動目標檢測。通常STAP中的協方差矩陣是通過選擇待檢測單元鄰近的單元作為訓練樣本來估計得到的。在訓練樣本獨立同分布且和待檢測單元的統計特性一致的條件下，樣本數目大于兩倍系統自由度時自適應處理的性能損失相對于最優處理而言不超過3dB。但是實際的雜波場景往往呈現非均勻性，破壞了樣本的獨立同分布假設，從而影響了機載雷達的雜波抑制和目標檢測性能。特別在地面運動目標檢測（ground?moving?target?indicator，GMTI）時，由于道路密集，運動目標較多，訓練樣本中常常包含有目標信號。

中國科學院電子學研究所擁有的專利技術“一種基于樣本訓練的機載雷達非平穩雜波抑制方法”（專利申請號：2011102289306.X，申請公告號：CN103018727A）中提出了一種基于樣本訓練的機載雷達非平穩雜波抑制方法。該專利技術在利用訓練樣本進行空時自適應處理（STAP）時，通過減少距離向的訓練樣本，和以滑動窗形式依次滑動選取脈沖，來增加脈沖維的訓練樣本，有效提高了雜波協方差矩陣的估計精度，改善主瓣區雜波抑制性能。但是該專利技術仍然存在的不足是，當訓練樣本中包含有目標信號時，利用這些樣本構造協方差矩陣并計算自適應權值，將導致雜波的抑制性能和目標的檢測性能變差。

中國科學院電子學研究所擁有的專利技術“基于噪聲失效奇異值分解的地基雷達雜波抑制方法”（專利申請號：201110028151.4，申請公告號：CN102621534A）中提出了一種基于噪聲失效奇異值分解的地基雷達雜波抑制方法。該專利技術通過選擇所有門限值中使得噪聲向量最接近高斯向量的那個值，作為噪聲系數的門限值，該方法當噪聲向量滿足高斯分布時，有效改善了雜波抑制效果。但是該專利技術仍然存在的不足是，當噪聲向量不滿足高斯分布時，利用該方法進行雜波抑制，將導致雜波的抑制性能和目標的檢測性能變差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出一種基于雜波子空間的陣元誤差估計方法。本發明利用雷達先驗信息計算雜波空時導向矢量矩陣，再分別對接收數據和雜波空時導向矢量矩陣進行奇異值分解，分別得到最大奇異值對應的左奇異向量和雜波的正交補空間，最后利用兩者的正交性，來估計天線陣元誤差。

本發明的具體實施步驟如下：

(1)計算雜波空時導向矢量矩陣：

利用雷達先驗信息，計算雜波空時導向矢量矩陣。

(2)奇異值分解：

2a)對雷達接收數據進行奇異值分解，得到接收數據左奇異值矢量矩陣，主、次奇異值對應的對角矩陣和接收數據右奇異值矢量矩陣；

2b)對雜波空時導向矢量矩陣進行奇異值分解，得到左奇異值矢量矩陣，主、次奇異值對應的對角矩陣和右奇異值矢量矩陣。

(3)計算主奇異值的數目：

按照下式，計算得到主奇異值的數目：

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