機載雷達非自適應雜波抑制方法研究.pdf

1、近些年來,伴隨著陣列天線在機載預警平臺的使用,雜波在運動平臺呈現(xiàn)為強烈的空時耦合特性。為了有效抑制運動平臺雜波,空時自適應處理方法(Space-Time Adaptive Processing,STAP)得到空前發(fā)展。但是,隨著陣列規(guī)模越來越大、信號維數(shù)越來越高,由此便產(chǎn)生了計算復雜度過高和訓練樣本需求較多等問題。由于以上原因,促進了各種降維自適應方法( Suboptimal Dimension-Reduced STAP Algorit

2、hms)的發(fā)展。但是,機載雷達非自適應雜波抑制方法(Non-Adaptive Clutter Suppression Algorithms)的相關研究相對而言還比較少。非自適應方法因其計算復雜度偏低、受樣本影響小等特點,更利于實時處理數(shù)據(jù)。因此,本文主要研究機載相控陣平臺和機載MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)平臺的非自適應雜波抑制方法,主要工作包括以下幾個方面:
　　1.建立了機載MIMO雷

3、達雜波空時二維數(shù)據(jù)模型,在充分利用雷達工作參數(shù)和載機速度等先驗信息的基礎上,提出一種機載MIMO雷達非自適應空時二維脈沖相消器(Multiple-Input-Multiple-Output Two-Dimensional Pulse-to-pulse Canceller, MIMO TDPC),并給出了關于MIMO TDPC權(quán)系數(shù)的最小二乘代價函數(shù),從而優(yōu)化得到MIMO TDPC的權(quán)系數(shù)。由于MIMO TDPC權(quán)系數(shù)僅利用了雷達工作參數(shù)

4、和載機速度等先驗信息計算得到,屬于非自適應處理器,因而具有運算量小、無收斂過程等優(yōu)點,并且可以作為機載MIMO雷達的雜波預濾波器,進一步改善常規(guī)MTI(Moving Target Indication)處理和降維STAP算法的性能。此外,在雜波模型中考慮了偏航角,因此MIMO TDPC不僅適用于正側(cè)視雷達,也適用于非正側(cè)視雷達。
　　2.針對機載非正側(cè)視雷達的近程非均勻雜波抑制問題,提出一種快速實現(xiàn)、便于使用的近程雜波抑制方法(S

5、hort-range Clutter Suppression Approach,SCSA)。對于正側(cè)視雷達(SideLooking Airborne Radar, SLAR),由于不同距離單元的雜波在角度-多普勒平面分布軌跡基本重合,雜波表現(xiàn)為相對均勻,因此空時自適應處理方法有很好的性能。但是,對于非正側(cè)視雷達(non-SLAR),由于雜波的分布軌跡不重合,特別是近場雜波,雜波的非均勻性更強烈,自適應方法的性能會嚴重下降。在機載非正側(cè)視

6、雷達的雜波模型基礎上,利用雜波空間幾何結(jié)構(gòu)、雷達參數(shù)和載機速度等先驗信息,構(gòu)造了SCSA權(quán)系數(shù)。SCSA方法由空-時濾波和空-時匹配兩部分級聯(lián)構(gòu)成。作為不依賴于樣本的非自適應方法,與傳統(tǒng)自適應方法不同(自適應方法性能受非均勻樣本的影響很大,且求逆運算計算復雜度高),本方法不受非均勻樣本的影響,計算復雜度很低,方便實時處理使用,且較自適應方法有更好的目標檢測性能。
　　3.考慮由于載機速度變化引起雜波起伏,并由此導致空-時二維平面雜

7、波沿分布軌跡在多普勒域擴散的問題,在機載雷達地雜波模型的基礎上,利用雷達參數(shù)、載機速度等先驗信息,提出了一種機載雷達二維多脈沖相消器(Two-Dimensional Multi-pulse Canceller, TDMC),并給出了關于TDMC權(quán)系數(shù)的代價函數(shù)。由于使用了比兩脈沖相消器TDPC更多地自由度來設計濾波器,因而TDMC比TDPC有更好的濾波器通頻帶性能,通過仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)驗證,TDMC比TDPC能更有效地抑制雜波,并且對