[發明專利]一種基于方位角度域濾波的弧形陣列雷達雜波抑制方法

在審

• 申請號: 202011484658.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112731304A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 閆賀;李睿安;陳超;徐星;侯倩茹;張勁東;王旭東
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/35
• 分類號: G01S7/35
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種基于方位角度域濾波的弧形陣列雷達雜波抑制方法，步驟依次為：對弧形陣列雷達的回波信號進行距離向處理；方位角度域濾波；對運動目標進行方位向壓縮，完成雜波抑制。本發明借助方位向角頻率和方位向掃描角度的對應關系，通過構造相應的方位角度域濾波器，對回波進行方位角度域濾波處理，實現雜波抑制。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理領域，特別涉及了一種弧形陣列雷達雜波抑制方法。

背景技術

弧形陣列天線通常采用頻率調制連續波收發分置的等效MIMO機制快速形成弧形孔徑，針對機載或車載平臺附近是待探測區域進行運動目標探測。在弧形陣列天線雷達系統中，在平行于電磁波傳播的方向，發射信號決定了距離向分辨率；沿弧型角度設置若干天線陣元形成弧形孔徑，回波信號進行相干積累以決定方位向分辨率。該系統依靠微波高速開關實現信號的等效多發多收，不間斷取得目標信息，同時弧形陣列天線受平臺振動影響較小，且不依靠平臺移動以實現合成孔徑，適用條件較為廣泛。該雷達系統具有受平臺振動影響小、無需平臺移動的優點。

綜上所述，弧形陣列天線雷達系統能夠獲得相較一般線陣天線更大的觀測范圍，在視場觀測、目標檢測等方面都有優勢。但是弧形陣列天線在使用過程中會受到雜波的干擾，影響陣列天線的性能，而傳統的濾波方法對雜波的抑制效果并不理想。

發明內容

為了解決上述背景技術提到的技術問題，本發明提出了一種基于方位角度域濾波的弧形陣列雷達雜波抑制方法。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種基于方位角度域濾波的弧形陣列雷達雜波抑制方法，包括以下步驟：

(1)對弧形陣列雷達的回波信號進行距離向處理；

(2)方位角度域濾波；

(3)對運動目標進行方位向壓縮，完成雜波抑制。

進一步地，在步驟(1)中，弧形陣列雷達采用調頻連續波FMCW信號，其發射信號的形式如下：

上式中，S_T(t)為發射信號，f_c表示發射信號載頻，K表示調頻率，t表示采樣時間，j為虛數單位；

對回波信號進行解調頻Dechirp處理、補償殘余視頻相位、距離頻率替換和距離向IFFT后，得回波信號的形式如下：

上式中，S_IFFT(t,θ_n)為回波信號，θ_n為弧形陣列波束指示角，σ為目標的雷達截面積，p_r為距離向的點擴散函數，w_a為方位角度域的矩形窗函數，f為信號中心頻率，c為電磁波傳播速度，η為方位向時間，且θ為方位角度域，ω為波束掃描角速度，R_mv(η)表示運動目標與弧形陣列雷達中心間的距離。

進一步地，在步驟(2)中，設弧形陣列天線波束的3dB寬度為θ_a，波束掃描范圍是[-θ_b,θ_b]，天線波束指向角為θ_x∈[-θ_b,θ_b]，且位于天線波束的3dB寬度θ_a以內的目標才有雷達回波信息；

當波束指向角θ_x在掃描范圍內轉動時，設定方位角度域為內角度域，符號為θ_inner；方位角度域為外角度域，符號為θ_outer；

濾除回波信號在方位角度域中內角度域θ_inner部分的回波，保留外角度域θ_outer中包含運動目標信息的回波信號，方位角度域濾波過程如下：