[發明專利]基于雙對稱結構和賦權優化的空基雷達雜波抑制方法

有效

• 申請號: 202011543779.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112748404B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 高永嬋;隋兵;公茂果;左磊;張明陽
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;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

一種基于雙對稱結構和賦權優化的空基雷達雜波抑制方法，其步驟是：獲得空間?脈沖雜波；利用最大似然估計方法對空間?脈沖雜波進行估計，得到相關矩陣；將協方差矩陣初始化為空間?脈沖雜波的相關矩陣；計算協方差矩陣的更新值；賦權優化協方差矩陣；計算得到協方差矩陣差值的距離值；迭代優化計算協方差矩陣的更新值；雜波抑制。本發明在數據含強目標情況下的雜波抑制性能提高，具有穩健性，并且可應用于數據量不足的條件下的雜波抑制。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及信號處理技術領域中的一種基于雙對稱結構和賦權優化的空基雷達雜波抑制方法。本發明可用于空基雷達雜波抑制，為目標檢測、識別和跟蹤提供前提。

背景技術

雜波抑制技術是采用信號處理技術對雷達接收數據中場景反射的不感興趣的信號進行壓制，能夠提高感興趣的目標信號的信噪比，防止強雜波淹沒目標信號，進而實現有效的目標檢測、識別和跟蹤，被廣泛地應用于民用交通航空監測與軍事偵察預警領域。目前，雜波抑制技術主要有空間雜波抑制法、時域濾波法、樣本協方差取逆法、自適應一致估計法等，但上述方法在復雜電磁環境情況下，雜波抑制的難度較高。

Yang?X.,Liu?Y.,Hu?X.等人在其發表的論文“Robust?generalized?innerproducts?algorithm?using?prolate?spheroidal?wave?functions”(Radar?Conferenceon?Aerospace,components?and?Signal?Processing,2012)中提出一種子孔徑平滑直接數據域雜波抑制方法。該方法首先根據待測單元快拍數據產生多個數據，然后利用稀疏正則化聯合所產生的多個數據恢復雜波譜，再通過雜波譜估計協方差矩陣進行自適應雜波抑制。該方法能夠較好地改善一般非同態環境下的雜波抑制性能。但該方法存在的不足之處是，難以處理經常發生的支持數據集含有強目標的情況，而且稀疏恢復的運算復雜度較高，不易實現實時處理。

西安電子科技大學在其擁有的專利技術“一種基于對角加載的陣列天線自適應波束形成方法”(申請號：201410623791.3，授權公告號：CN104360338B)中提出一種基于對角加載的陣列天線自適應波束形成方法。該方法利用對角加載對數據協方差矩陣進行修正，再利用修正的數據協方差矩陣估計目標信號的導向矢量，然后據此求解帶有約束的優化問題，實現雜波抑制。該方法能夠改善協方差矩陣估計不精確及期望信號失配問題，具有穩健性，但是，該方法仍然存在的不足之處是，只能處理支持數據集不含有強目標的情況，對數據要求量較大，而且對角加載因子是通過經驗獲取，導致雜波抑制性能不穩定。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于雙對稱結構和賦權優化的空基雷達雜波抑制方法，以提高數據集含有強目標和數據量不足時的雜波抑制性能。

本發明的技術方案是：利用雙對稱結構計算空基雷達雜波的協方差矩陣，通過賦權迭代優化協方差矩陣。其實現步驟包括如下：

(1)獲得空間-脈沖雜波：

(1a)空基雷達接收機接收回波匹配濾波后，再將回波幅度與時延相位相乘，得到的三維基帶雜波(N，M，L)，其中，N表示積累脈沖個數，M表示空基雷達接收機的空間通道數，L表示快采樣距離單元幀的個數，L≥N×M；

(1b)對三維基帶雜波的每一幀雜波，按照空間通道序數逐一選取出N個積累脈沖，并將N個積累脈沖按空間通道的順序聯接組成三維基帶雜波的該幀對應的空間-脈沖雜波；

(2)利用最大似然估計方法，估計所有幀的空間-脈沖雜波的相關矩陣；

(3)將空間-脈沖雜波的相關矩陣作為協方差矩陣的初始值；

(4)計算協方差矩陣的更新值：