The invention discloses a clutter suppression method for airborne external emitter radar based on space-time cascade, which mainly solves the problem of moving target cancellation when the existing problem is directly processed by using space-time cascade two-dimensional adaptive algorithm STAP. The implementation scheme is as follows: 1) acquiring the reference signal and echo signal received by airborne external emitter radar; 2) segmenting the reference signal and echo signal separately; 3) matching filtering the segmented reference signal and echo signal; 4) constructing a dictionary matrix from the matched filtered signal; 5) suppressing the multipath clutter component based on the joint iterative algorithm according to the dictionary matrix; 6) Space-time cascade two-dimensional adaptive algorithm is used to suppress the direct wave of the matched signal for eliminating multipath clutter, and the target echo signal is obtained. The method can update regularization parameters in real time, filter multipath clutter in reference signal, improve clutter suppression ability of airborne external emitter radar, and can be used for target detection.
【技术实现步骤摘要】
基于空时级联的机载外辐射源雷达杂波抑制方法
本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种机载外辐射源雷达杂波抑制方法，可实现机载外辐射源雷达在参考通道中含有多径杂波的情况下，对多径杂波进行抑制，实现动目标检测。
技术介绍
外辐射源雷达是指利用广播FM、电视、卫星等非合作辐射信号作为发射源，本身不发射信号的雷达系统，具有成本低、体积小、生存能力强的优点。传统外辐射源雷达的目标检测、定位、跟踪这些探测技术的发展已经相对成熟。机载外辐射源雷达是将外辐射源雷达技术应用到机载平台上，由于接收机平台升高，具有较宽的探测视野、较广的应用前景、较高的探测威力等优势。基于机载平台的外辐射源雷达技术成为外辐射源雷达技术的重要发展方向。不同于传统外辐射源雷达，机载外辐射源雷达由于载机的运动，静止杂波不再分布在零多普勒附近，采用一般的时域自适应滤波算法无法滤除杂波和检测目标，因此，动目标检测是机载外辐射源雷达系统研究的一个关键技术。实现杂波抑制和运动目标的检测通常采用偏置相位中心天线DPCA和空时级联二维自适应算法STAP，现有方法都是在假设参考通道中不含多径杂波信号的情况下检测目标，而当照...
【技术保护点】
1.一种基于空时级联的机载外辐射源雷达杂波抑制方法，其特征在于，包括如下：(1)获取机载外辐射源雷达接收的信号，该信号包括参考信号和观测天线接收的回波信号；(2)分别对参考信号和回波信号进行分段，得到分段参考信号sr(t)和分段回波信号sn,i(t)；(3)将分段参考信号sr(t)与分段回波信号sn,i(t)进行匹配滤波，并将匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)分为两部分，一部分是杂波散射点回波信号与直达波信号的匹配结果xd，另外一部分是杂波散射点回波信号和多径杂波信号的匹配结果xp；(4)由杂波散射点回波信号与直达波信号的匹配结果xd和杂波散射点回波信号与多径杂波...
【技术特征摘要】
1.一种基于空时级联的机载外辐射源雷达杂波抑制方法，其特征在于，包括如下：(1)获取机载外辐射源雷达接收的信号，该信号包括参考信号和观测天线接收的回波信号；(2)分别对参考信号和回波信号进行分段，得到分段参考信号sr(t)和分段回波信号sn,i(t)；(3)将分段参考信号sr(t)与分段回波信号sn,i(t)进行匹配滤波，并将匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)分为两部分，一部分是杂波散射点回波信号与直达波信号的匹配结果xd，另外一部分是杂波散射点回波信号和多径杂波信号的匹配结果xp；(4)由杂波散射点回波信号与直达波信号的匹配结果xd和杂波散射点回波信号与多径杂波信号的匹配结果xp构造字典矩阵Sl；(5)根据字典矩阵Sl，采用基于联合迭代最优的L1范数约束的递推最小二乘法L1-JI-RLS求解迭代权矢量w(k)和正则化参数μ，并对多径杂波成分xp进行抑制，得到消除多径杂波的匹配信号yl；(6)采用空时级联二维自适应算法STAP对消除多径杂波的匹配信号yl进行直达波抑制，得到目标回波信号zl。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在(1)中获取机载外辐射源雷达接收的信号，是通过两副天线接收，一副天线是参考天线接收参考信号，另一副天线是观测天线接收回波信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中对参考信号进行分段，其实现如下：在一次相干处理时间内，先将参考信号等分成M段，再将每段信号数据等效为一个脉冲数据，该脉冲数据的等效脉冲重复周期为Tr，每段信号满足得到分段后含有多径杂波和直达波的分段参考信号sr(t)为：其中，vR是载机平行于地面飞行的速度，d是阵元间距，αd为直达波信号的复振幅，um(t)为发射源基站信号，t为信号时间，τd为直达波信号的时延，Tr为等效脉冲重复周期，j为虚数单位，fd为直达波信号的多普勒频率，NT为多径杂波的个数，αp为第p个多径杂波信号的复振幅，τp为第p个多径杂波信号的时延，fp为第p个多径杂波信号的多普勒频率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中对回波信号进行分段，是在一次相干处理时间内，先将回波信号等分成M段，再将每段信号数据等效为一个脉冲数据，该脉冲数据的等效脉冲重复周期为Tr，每段信号满足得到第n个阵元接收到第i个杂波散射点的分段回波信号sn,i(t)为：其中，αi为第i个散射点的复振幅，M为分段数，um(t)为发射源基站信号，t为信号时间，τi为第i个散射点的时延；j为虚数单位，fi＝(vR/λ)cosφi为散射点的多普勒频率，φi为第i个散射点相对于飞机的空间锥角，λ为信号波长，n为第n个阵元，θi＝(d/λ)cosφi为散射点的空间频率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中将得到匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)，表示如下：其中，t为信号时间，x为积分变量，sn,i(x)为第i个散射点的回波信号，sr(x-t)为参考信号时延，(·)*为共轭运算；对上式进一步化简，即令β＝x-τi-mTr，εi＝αiαd*，则x＝β+τi+mTr，dβ/dτ＝1，得到化简后的杂波散射点输出响应xn,i(t)为：其中，εi＝αiαd*，αi为第i个散射点的复振幅，αd为直达波信号的复振幅，(·)*为共轭运算，j为虚数单位，n为第n个阵元，θi为散射点的空间频率，fi为散射点的多普勒频率，fd为直达波信号的多普勒频率，为散射点的角频率，为直达波的角频率，um(t)为发射源基站信号，t为信号时间，τi为第i个散射点的时延，Tr为等效脉冲重复周期，α'p＝αp*/αd*，p＝1,2,...,NT，αp为第p个多径杂波信号的复振幅，fp为第p个多径杂波信号的多普勒频率，为多径杂波的角频率，NT为多径杂波的个数，τp为第p个多径杂波信号的时延。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中将匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)分为两部分，其实现如下：(3a)取匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)的时间t＝τi-τd，并将其带入到xn,i(t)中，得到在第n个阵元第m个脉冲的第li-ld个距离单元上的第i个散射点回波信号sn,i(t)与直达波信号sd(t)的匹配滤波结果xd为：其中，τi为第i个散射点的时延，τd为直达波信号的时延，li-ld＝(τi-τd)fs，fs为采样频率，εi＝αiαd*，αi为第i个散射点的复振幅，αd为直达波信号的复振幅，(·)*为共轭运算，j为虚数单位，θi为散射点的空间频率，m为分段数，Tr为脉冲重复周期，fi为散射点的多普勒频率，fd为直达波信号的多普勒频率，为散射点角频率，为直达波角频率；(3b)取匹配滤波后的杂波散射点输出响应xn,i(t)的时间t＝τi-τp，并将t＝τi-τp带入到xn,i(t)中，得到在第n个阵元第m个脉冲的第li-lp个距离单元上的第i个杂波散射点回波信号sn,i(t)与多径杂波信号sr(t)的匹配滤波结果为：其中，τi为第i个散射点的时延，τp为第p个多径杂波信号的时延，li-lp＝(τi-τp)fs，fs为采样频率，α'p＝αp*/αd*，αp为第p个多径杂波信号的复振幅，αd为直达波信号的复振幅，(·)*为共轭运算，εi＝αiαd*，αi为第i个散射点的复振幅，αd为直达波信号的复振幅，θi为散射点的空间频率，Tr为脉冲重复周期，fi为散射点的多普勒频率，fp为第p个多径杂波信号的多普勒频率，为散射点角频率，为第p个多径杂波信号的角频率。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中由杂波散射点回波信号与直达波信号的匹配结果xd和杂波散射点回波信号与多径杂波信号的匹配结果xp构造字典矩阵Sl，其实现如下：(4a)先将第n个阵元第m个脉冲第li-ld个距离单元上的匹配滤波结果xd作为矩阵P的第n列，第m行元素，则N个阵元M个脉冲第li-ld个距离单元上的匹配滤波结果构成M×N维的矩阵P；再将矩阵P的所有元素排列成一行，得到在检测单元l上直达波与杂波散射点回波信号匹配滤波的结果xd,l为：其中，NC表示在距离单元l+ld的杂波散射单元总数；εi＝αiαd*，αi为第i...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，关俊艳，邓亚琦，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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