[發明專利]機載分布式雷達小樣本空時自適應處理方法

有效

• 申請號: 202110583099.2
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113376607B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 尚婷;何文健;王德根
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/36
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發明公開了機載分布式雷達小樣本空時自適應處理方法，包括：利用雷達發射CPI脈沖的間歇期接收機接收干擾數據，讓濾波器適應干擾環境，即估計全陣的干擾空域協方差矩陣或者在距離多普勒圖上，從距離域或者多普勒域上的無雜波區域，選擇包含多個干擾的同一個距離單元，來估計全陣的干擾空域協方差矩陣；對干擾數據進行時域降維處理得到空時協方差矩陣然后進行多普勒濾波處理，構造全陣降維后的雜波協方差矩陣構造全陣降維后的雜波、干擾加噪聲的協方差矩Rsubgt;k/subgt;；最后根據最小方差準則得自適應濾波的權矢量；利用雜波協方差矩陣和干擾協方差矩陣，分別估計塊對角延拓方法來構造雜波和干擾的協方差矩陣，然后構造整個協方差矩陣。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及機載分布式雷達小樣本空時自適應處?理方法。

背景技術

由于受飛機載重和電源功率等因素的限制，單架機載雷達的探測威力會達?到一個瓶頸，難以持續增加。分布式雷達采用開放式架構，可以通過不斷增加?無人機數量來不斷提高天線面積和發射功率，是提高空基探測系統探測威力的?一種有效方式。在無人機相隔比較近的情況下，所有的天線和收發系統構成稀?疏陣列天線雷達，超大孔徑對于提高雷達對目標的探測精度和分辨能力提供了潛力。

當然，采用分布式這種體制帶來優勢的同時也帶來了一些新的問題。與傳?統機載雷達一樣，機載分布式雷達工作時同樣也受到地雜波和干擾的影響，且?在未來戰場上面臨的雜波和干擾更復雜，信號處理更加困難。對于雜波和干擾?同時存在的情況，第一種可行的處理方法是各子雷達僅利用平臺內的空時自由?度抑制雜波和干擾，這與傳統機載雷達的空時處理過程相同。由于雜波在空域和時域存在著耦合，因而需要聯合空域自由度和時域自由度進行處理，但對于?干擾來說，不存在空域和時域的耦合，只需要在空域進行抑制處理。在空域，?干擾的秩等于非相干的干擾源數目，系統通過空域處理能夠抑制的干擾數目不?超過空域自由度；而在空時聯合域，由于干擾在時域表現為白噪聲，會使干擾?秩明顯增加，等于時域自由度和非相干干擾源數目的乘積。這就是說，如果需?要系統在空時聯合域抑制干擾和雜波，干擾會消耗大量的空時自由度。如果空時自由度不夠，干擾和雜波抑制性能可能就會明顯下降。特別在面臨多個干擾?時，可能會出現干擾和雜波都抑制不好的情況。

針對分布式雷達在復雜干擾環境下雜波和干擾同時抑制的問題，可以采用?小樣本條件下機載分布式雷達協方差矩陣構造的STAP方法。該方法能夠充分?利用全部空域自由度在抑制雜波的同時抑制較多干擾，并且有效克服估計大維?數協方差矩陣所需的獨立同分布樣本不足的問題，僅利用少量的距離樣本重構?雜波和干擾的協方差矩陣，距離分段可以劃分的更細，提高了系統對非均勻雜?波的抑制能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機載分布式雷達小樣本空時自適應處理方法，?利用雜波協方差矩陣和干擾協方差矩陣在結構上的不同特點，通過分別估計、?塊對角延拓方法來構造雜波和干擾的協方差矩陣，然后構造整個協方差矩陣。?充分利用了全部空域自由度在抑制雜波的同時抑制較多干擾，也克服了估計大?維數協方差矩陣所需的獨立同分布樣本不足的問題。

本發明所采用的技術方案是：機載分布式雷達小樣本空時自適應處理方法，?具體操作步驟如下：

步驟1，建立具有M個子雷達，各子雷達均為N個陣元，并接收P個干擾?信號的機載分布式雷達信號模型；獲取包含P個干擾信號的距離樣本x_j；

步驟2，多普勒濾波處理，按照下式，利用擴展因子化算法EFA中的降維?轉換矩陣，將干擾數據，從陣元-脈沖域轉化到陣元-多普勒域，得到第k個多?普勒通道干擾時域降維后的數據x_k,j：

其中，T_EFA表示擴展因子化算法EFA中的降維轉換矩陣，上標H表示共軛?轉置操作，x_j表示全陣的干擾空時二維回波數據；