[發明專利]多普勒分級復用的MIMO機載雙基雷達雜波抑制方法

在審

• 申請號: 201910332295.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110082744A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 吳建新;曹曉敏;劉映影;李常先;劉程
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S13/02;G01S7/02
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了多普勒分級復用的MIMO機載雙基雷達雜波抑制方法，在多普勒分級復用的MIMO機載雙基雷達中，通過構建雙基多普勒分集復用?多輸入多輸出模型，使動目標的相對發射和接收機的徑向速度不為0時，雜波分布在三維空間的某一平面內，而目標不在平面內，使雜波和目標相互分開，從而構造一個三維的濾波器，雜波抑制時在三維平面處形成凹口，以增強雜波的平穩性和協方差矩陣估計的準確性，提高動目標的檢測概率。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種多普勒分集復用的MIMO機載雙基雷達雜波抑制方法，可用于對距離非平穩的雙基雜波進行抑制，提高空時自適應處理對雙基雜波的抑制性能。

背景技術

機載分布式非相參雷達與地基分布式雷達相比，具有覆蓋范圍廣、避免地物遮擋等優勢。但是，機載雷達在接收到目標信號的同時，會不可避免的接收到大量的地雜波回波信號，其主要原因是：機載雷達在進行對地面移動目標的檢測時，主波束方向略微水平向下，不可避免的接收到地面回波。

與地基分布式雷達的情況相比，機載雷達和地面信號源之間的相對運動，會導致雜波多普勒展寬，這個特性會導致地面微弱慢速目標的信號會和地雜波信號競爭，降低了雷達系統的檢測性能。

機載分布式雷達在發射和接收信號時，如果收發共置，可以分為兩種情況：一種為自發自收的單基情況，即雷達只接收自己發射的回波信號；另外一種為它發己收的雙基情況，即某一雷達接收其它雷達發射的回波信號。機載單基雷達的雜波抑制方法相對比較成熟，本文主要討論雙基雷達的雜波抑制情況。

為了實現對慢速目標的有效檢測，與單基雷達的情況一樣，雙基雷達也需要抑制空時耦合的雜波，其發射機和接收機運動的復雜性使得雜波分布更加復雜。并且雙基雷達的雜波具有距離非平穩的特性，對接收到的回波進行自適應處理時，這種特性使得獨立同分布條件的訓練樣本不足。如果利用非同分布的距離單元作為訓練單元訓練自適應權值，其自適應處理形成的凹口在深度和空間位置上與實際雜波不能完全匹配，從而使雜波的抑制效果不理想。

針對雙基雜波在距離上的非平穩特性，前人已經取得了一些成果，其中較為典型的方法是距離相關性補償方法，主要以Borsari等的多普勒頻移法、Lapierre等的尺度轉換法和Zarman等的導數更新法為代表。多普勒頻移法與尺度變換法都屬于雜波譜搬移法，它們的區別在于：前者是依據雜波的空時耦合關系得到各距離單元雜波的多普勒頻率，將待補償單元雜波沿多普勒頻率方向平移到對應參考單元雜波多普勒位置，等效于在多普勒維上進行搬移；而后者則是根據雜波的空時耦合關系同時在波束-多普勒維上進行搬移，將待補償單元雜波搬移到對應參考單元位置，這種方法比較復雜，難于工程實現。

多普勒頻移法適用于存在陣列誤差和多普勒模糊的情況，但對于存在距離模糊的情況就不再適用，對于天線陣面法線與速度方向夾角較小時，性能較好，反之，性能改善不明顯；尺度變換法只適用于不存在陣列誤差、多普勒模糊和距離模糊的情況；導數更新法雖然實現簡單，但補償性能較差。

Mulgrew等學者提出一種基于線性預測的距離相關逆協方差矩陣的估計算法，解決距離依賴的雜波抑制問題。Blunt等人還提出了一些知識輔助的算法解決距離依賴的雜波抑制問題。盡管這些方法能解決距離模糊的問題，但因為雙基雜波通常情況下滿秩，系統沒有足夠的自由度去形成深的凹口去抑制雜波。

綜上所述，對于雙基雜波在距離上的非平穩性引起的雙基雜波難以抑制的問題，雖然現有技術在一定程度取得了改善，但效果仍然不理想。

發明內容