基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法，用于克服现有方法在Bragg峰交叠情况下的相位校正精度下降问题，提高天波超视距雷达对慢速舰船目标的检测性能。该方法利用滑窗分割将原始回波矢量分割为短时序列矢量集；剔除短时序列矢量集中的零元素，利用短时序列矢量在多普勒域的稀疏性建立稀疏表示模型，并求解稀疏系数矢量；通过滤出各短时序列矢量的海杂波强Bragg分量，结合逆滑窗操作得到原始回波的展宽强Bragg峰信号，并利用此数据校正原始回波数据。本发明专利技术能够在原始回波Bragg峰交叠的情况下完整地提取出展宽的强Bragg分量，显著提升电离层相位污染校正效果。

【技术实现步骤摘要】
基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法
本专利技术属于雷达
，设计天波超视距雷达电离层相位污染校正方法，具体提供一种基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法。
技术介绍
天波超视距雷达(OTHR)工作在3～30MHz高频段，利用电离层对电磁波的反射作用实现对超视距外目标的检测，属于远程战略预警装备。传播信道电离层被视为天波超视距雷达系统的一部分，其时变、非平稳的特性会给OTHR带米相位扰动。电离层的相位扰动在长相干积累的情况下表现为明显的非线性，引起海/地杂波多普勒谱峰展宽、分裂，掩盖临近的慢速舰船目标。因此，对于提升OTHR慢速舰船目标检测性能而言，电离层相位污染的校正十分重要。目前已有的电离层相位污染校正方法主要分为两类：1)基于滤出的展宽Bragg分量的相位估计方法，如最大熵谱分析法(BourdillonA.，GauthierF.，ParentJ.Useofmaximumentropyspectralanalysistoimproveshipdetectionbyover-the-horizonrada本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法，包括如下步骤：/n(1)将单个距离单元的雷达接收数据构成原始回波矢量：/nx＝[x(1)，x(2)，...，x(N)]

【技术特征摘要】
1.基于稀疏滤波的天波超视距雷达电离层相位污染校正方法，包括如下步骤：
(1)将单个距离单元的雷达接收数据构成原始回波矢量：
x＝[x(1)，x(2)，...，x(N)]T(1)
其中，N为一个相干处理时间内雷达发射脉冲数；
(2)将x送入滑窗分割模块，得到短时序列矢量集
yi＝Hix，i＝1，2，...，N(2)
其中，yi表示滑窗分割后的第i个N×1维短时序列矢量，既包括零元素，也包括由原始回波矢量数据乘以滑窗幅值构成的非零元素；Hi表示yi对应的N×N维滑窗分割矩阵；
(3)构造N2×1维矢量剔除y中的零元素：
z＝Fy(3)
其中，z为M×1(M＜N2)维矢量，表示剔除y中零元素的剩余数据；F表示M×N2维踢除矩阵，是从N2×N2维单位矩阵中按行抽取M行，抽取的行号与y中非零元素相对应；
(4)根据短时序列在多普勒域的稀疏性，将z稀疏表示为：
z＝FTs(4)
其中，T＝IFFT(I)，I表示N2×N2维单位矩阵，IFFT(·)表示逆傅立叶变换；为N2×1维矢量；si表示yi对应的N×1维稀疏系数矢量，包含了完整多普勒频谱中短时序列的海/地杂波、目标和噪声的分布情况；通过求解下列凸问题，s从z中还原：



其中，||·||P表示计算lP范数，P＝1，2；min(·)表示求取最小值，ε表示雷达噪声基底；
(5)根据公式(6)和公式(7)，计算出各短时序列的海杂波强Bragg分量在s中的位置集提取的分量均为正Bragg分量或均为负Bragg分量：



qi＝ji+(i-1)×N，i＝1，2，...，N(7)
其中，l为搜索半径，max(·)表示求取最大值；
(6)计算滤波矢量h：



(7)通过逆滑窗操作得到N×1维展宽的强Br...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文启，陈建文，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军预警学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42