機載多通道雷達動目標檢測與參數估計方法研究.pdf

1、機載雷達由于能夠高瞻遠矚,對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中制空權的掌握具有至關重要的作用,而地面動目標檢測和定位技術是機載雷達的重要使命。在地面動目標檢測中,由于雷達處于下視工作模式,往往會面臨強度大且分布廣的地雜波及有源干擾?？諘r自適應處理(STAP)技術是抑制地雜波和有源干擾的有效方法,但由于運算量過大及實際雜波環(huán)境非均勻等問題,全維STAP技術在工程中很難實現(xiàn)。為了促進STAP技術在實際中的應用,多年來研究人員對降維STAP方法及非均勻環(huán)境下的STA

2、P方法進行了大量研究,并取得了豐富的成果,目前STAP技術迫切需要結合新的雷達體制和技術以取得新的發(fā)展。目標檢測后,還需要進一步對目標進行定位,成像及識別等,角度估計是目標定位技術中的重要部分。在實際雷達環(huán)境中相干或強相關信號源(例如多徑等)的情況經常遇到,其角度估計對真實目標的確定及虛警概率的降低具有重要意義。在傳統(tǒng)的相干信號源角度估計中,降維處理類方法實現(xiàn)簡單,但其孔徑損失會引起估計精度的下降:而非降維類方法雖然沒有孔徑損失,但由于

3、實現(xiàn)復雜、往往針對特定環(huán)境等,其實用價值不如降維類方法。結合新的雷達體制和技術尋找更為有效的相干源角度估計方法也是研究的重點。多輸入多輸出(MIMO)雷達作為一種新體制雷達,可以有效利用發(fā)射陣列孔徑,擁有更大的空域自由度(DOF),對雜波抑制及角度估計性能的提高具有重要意義。
　　 本文緊密圍繞機載多通道雷達地面動目標檢測及定位中遇到的實際問題,分別對相控陣雷達體制下的降維STAP方法、MIMO雷達體制下的降維及非均勻STAP方

4、法和MIMO雷達體制下的相干源角度估計方法進行了深入研究。本文具體工作安排如下:
　　 1.介紹了STAP技術的基本原理及性能評價標準,并討論了集中式MIMO雷達的雜波分布,為后續(xù)的研究工作提供理論依據。
　　 2.針對現(xiàn)有多普勒后處理的STAP方法在不加權時多普勒通道相互正交,甚至在加權時相關性也不高的問題,提出了一種縮小多普勒通道頻率間隔的多普勒后處理方法。該方法能夠提高多普勒通道的相關性,從而在時域上不僅利用輔助多

5、普勒通道的旁瓣雜波來對消待檢測多普勒通道雜波,還利用輔助多普勒通道的部分主瓣雜波來對消待檢測多普勒通道雜波,因此能夠獲得更好的雜波抑制性能；同時由于對目標導向矢量進行了嚴格約束,多普勒通道間距的縮小不會引起目標相消。
　　 3.首先,針對集中式MIMO雷達空域自由度很大,典型的降維STAP方法mDT方法無法直接使用的問題,提出了一種子陣級mDT方法。該方法利用非均勻子陣劃分對MIMO雷達的空域孔徑進行子陣合成,在保證空域增益并避

6、免柵瓣的情況下有效降低空域自由度。然后,針對孤立干擾所占比例不大的嚴重功率非均勻環(huán)境,提出了一種基于時域平滑的兩級級聯(lián)降維STAP方法,先后對雜波和孤立干擾進行抑制。該方法克服了直接數據域(DDD)方法空時孔徑損失大,誤差魯棒性差及沒有充分利用統(tǒng)計信息的缺點,具有良好的性能。
　　 4.針對現(xiàn)有單基MIMO雷達角度估計的研究主要針對獨立源的問題,提出了一種基于數據矩陣重構的相干源DOA估計方法。該方法能夠充分利用MIMO雷達大的