[發(fā)明專利]基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610112286.1
• 申請(qǐng)日: 2016-02-29
• 公開（公告）號(hào): CN105738879B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮大政;崔思玉;楊凡;周延
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明公開了一種基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法，其主要思路為：建立機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波模型，該機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)在一個(gè)相干處理間隔內(nèi)接收檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的雜波，計(jì)算第l個(gè)距離環(huán)上的雜波，再依次計(jì)算得到第l個(gè)距離環(huán)上的雜波和雜波協(xié)方差矩陣，然后設(shè)定空時(shí)導(dǎo)向矢量排列成的矩陣，據(jù)此獲取機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)的雜波秩，進(jìn)而依次計(jì)算空時(shí)導(dǎo)向矢量和基于稀疏恢復(fù)的雜波對(duì)應(yīng)的稀疏恢復(fù)雜波幅度，據(jù)此獲得機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波對(duì)消器的系數(shù)矩陣，并對(duì)接收到的雜波進(jìn)行預(yù)濾波，得到雜波矢量和目標(biāo)矢量，進(jìn)而依次計(jì)算雜波對(duì)應(yīng)降維矩陣、雜波降維矢量和目標(biāo)降維矢量，據(jù)此獲取機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的雜波進(jìn)行降維空時(shí)自適應(yīng)處理的最優(yōu)權(quán)矢量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波抑制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法。

背景技術(shù)

近幾年來，越來越復(fù)雜的現(xiàn)代作戰(zhàn)環(huán)境，對(duì)雷達(dá)的隱身和機(jī)動(dòng)性、目標(biāo)檢測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性分別提出了越來越高的要求，因此機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而大幅度提高了機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)的監(jiān)控范圍和預(yù)警時(shí)間，使得機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)能夠從功率很強(qiáng)的雜波背景中檢測(cè)并識(shí)別目標(biāo)，而檢測(cè)目標(biāo)的前提是將對(duì)應(yīng)雜波背景中的雜波盡可能全部抑制掉。與地基雷達(dá)不同的是，機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)，由于不同方向的雜波相對(duì)于機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)的載機(jī)速度各異，使得機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)接收機(jī)接收到的雜波呈現(xiàn)出很強(qiáng)的空時(shí)耦合特性。因此，抑制機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波中的空時(shí)耦合特性進(jìn)而更好地檢測(cè)目標(biāo)顯得尤為關(guān)鍵。

針對(duì)機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波呈現(xiàn)的空時(shí)耦合特性，空時(shí)自適應(yīng)處理(Space TimeAdaptive Processing,STAP)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1973年Brenna和Reed等人提出了一種聯(lián)合空域和時(shí)域二維聯(lián)合自適應(yīng)處理算法，即最優(yōu)空時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)，比當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的常規(guī)信號(hào)處理技術(shù)的目標(biāo)檢測(cè)性能好很多。為了解決計(jì)算復(fù)雜度高和缺乏大量獨(dú)立同分布樣本問題，降維自適應(yīng)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中代表性算法是因子化(Factored Approach，F(xiàn)A)算法、擴(kuò)展因子化(Extended Factored Approach,EFA)算法和局域聯(lián)合處理(JDL)算法；FA算法、EFA算法和JDL算法分別能夠降低訓(xùn)練樣本的需求量和計(jì)算復(fù)雜度，但是也由于實(shí)際情況的復(fù)雜多變而存在著影響降維方法雜波抑制性能的誤差。

合理利用先驗(yàn)知識(shí)會(huì)顯著改善空時(shí)自適應(yīng)處理(STAP)方法的性能，如利用機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)載機(jī)平臺(tái)速度和機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)工作參數(shù)的兩脈沖雜波對(duì)消器(TDPC)沿著雜波跡能夠有效抑制主瓣雜波和旁瓣雜波，并且該兩脈沖雜波對(duì)消器系數(shù)能夠單獨(dú)離線儲(chǔ)存計(jì)算，因此只需獲取雜波的相關(guān)參數(shù)即可有效抑制雜波并且方便后續(xù)使用空時(shí)自適應(yīng)處理(STAP)方法進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)；但是考慮到實(shí)際信號(hào)所需距離單元數(shù)目以及該實(shí)際信號(hào)沿方位角的劃分?jǐn)?shù)目，會(huì)使得兩脈沖雜波對(duì)消器(TDPC)所需儲(chǔ)存的雜波信息量非常巨大，不僅導(dǎo)致處理設(shè)備的增加，而且加大搜索所需信息的難度和時(shí)間；同時(shí)，如果設(shè)計(jì)兩脈沖雜波對(duì)消器(TDPC)時(shí)使用的雷達(dá)參數(shù)和實(shí)際雷達(dá)參數(shù)不匹配，則會(huì)惡化兩脈沖雜波對(duì)消器(TDPC)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法，該種基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法對(duì)于機(jī)載雷達(dá)雜波環(huán)境的非平穩(wěn)或非均勻情況，能夠抑制機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波中的空時(shí)耦合特性進(jìn)而更好地檢測(cè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種基于稀疏恢復(fù)的雷達(dá)雜波空時(shí)自適應(yīng)預(yù)濾波方法，包括以下步驟：