機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)STAP算法研究.pdf

1、空時(shí)自適應(yīng)處理(STAP)是新一代機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波抑制與目標(biāo)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。在推進(jìn)STAP工程化進(jìn)程中，運(yùn)算量巨大是其面臨的首要問題，除了傳統(tǒng)的降維處理外，開發(fā)具有并行運(yùn)算結(jié)構(gòu)能在硬件系統(tǒng)中以高度并行流水方式實(shí)現(xiàn)的權(quán)矢量遞推求解算法，是解決該問題的另一條有效途徑。有鑒于此，本文第三～五章對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的研究，所得遞推算法可用于全空時(shí)處理和固定結(jié)構(gòu)降維處理的權(quán)矢量快速求解。 此外，實(shí)際雜波環(huán)境的非均勻特性是其面臨的另一問題，這將

2、導(dǎo)致雜波協(xié)方差矩陣難以準(zhǔn)確估計(jì)。為此，第六章研究了方向矢量失配情況下的穩(wěn)健的干擾目標(biāo)非均勻檢測(cè)方法，第七章探討了前向陣近程雜波多普勒頻移補(bǔ)償?shù)男路椒?。本論文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新之處包括： 1)研究了雜波協(xié)方差矩陣估計(jì)后的權(quán)矢量遞推求解問題。根據(jù)協(xié)方差矩陣為正定Hermitian矩陣和順序主子式均非零的性質(zhì)，首先提出了基于Hermitian矩陣求逆引理的權(quán)矢量遞推求解算法，并解決了迭代計(jì)算中的數(shù)值穩(wěn)健性問題；推導(dǎo)了順序主子式均非零矩陣

3、的遞推求逆算法，給出了基于該算法的權(quán)矢量遞推求解過程。這兩種權(quán)矢量遞推算法中的主要計(jì)算為矩陣矢量積、矢量?jī)?nèi)積、矢量外積，均可并行實(shí)現(xiàn)，迭代計(jì)算所需次數(shù)等于協(xié)方差矩陣的維數(shù)。 2)通過重新構(gòu)建協(xié)方差矩陣的遞推形式，提出了基于協(xié)方差矩陣逆更新的對(duì)角加載采樣矩陣求逆(LSMI)遞推算法，該算法無(wú)需采樣協(xié)方差矩陣的估計(jì)且迭代計(jì)算總次數(shù)為訓(xùn)練樣本數(shù)，主要計(jì)算為矩陣矢量積、矢量?jī)?nèi)積、矢量外積，算法的迭代步驟經(jīng)優(yōu)化后有效降低了計(jì)算復(fù)雜度。

4、 3)研究了利用QR和逆QR分解實(shí)現(xiàn)LSMI算法的問題。遞推算法中的對(duì)角加載通過設(shè)置QR或逆QR遞推分解的初始矩陣即可實(shí)現(xiàn)，無(wú)需增加額外的計(jì)算。 4)推導(dǎo)了一種僅利用多級(jí)維納濾波器(MWF)前向分解結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的采樣矩陣求逆(SMI)遞推算法，消除了傳統(tǒng)方法中后向合成濾波過程，減少了時(shí)延。并詳細(xì)分析了MWF結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)對(duì)角加載的各種方法。 5)分析了非均勻雜波環(huán)境中干擾目標(biāo)方向矢量與期望導(dǎo)向矢量失配時(shí)，傳統(tǒng)自適應(yīng)功率剩余(

5、APR)非均勻檢測(cè)法性能下降甚至失效的原理。提出了利用強(qiáng)對(duì)角加載先剔除強(qiáng)干擾目標(biāo)，再利用傳統(tǒng)APR反復(fù)檢測(cè)法檢出剩余的干擾目標(biāo)的改進(jìn)方案，改進(jìn)后的方法對(duì)方向矢量失配有著很強(qiáng)的穩(wěn)健性。此外研究了有限訓(xùn)練樣本集中干擾目標(biāo)非均勻檢測(cè)的方法。 6）對(duì)于機(jī)載前向陣的近程雜波頻移補(bǔ)償，根據(jù)向量(矩陣)相似度準(zhǔn)則，提出了一種從雜波數(shù)據(jù)本身中估計(jì)頻移補(bǔ)償量的頻移算法。該算法降低了雷達(dá)參數(shù)誤差對(duì)補(bǔ)償估值的影響，并且能在脈沖域和多普勒域中實(shí)現(xiàn)，具有計(jì)算量低