一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，该方法包括：基于叠加步进频的雷达体系，得到杂波回波数据；根据杂波回波数据中的接收空间频率和多普勒频率分析二维分布；找出发射空间频率和模糊区域之间的关系；基于发射空间频率和模糊区域之间的关系，构造主值距离补偿矢量，以得到补偿后的杂波回波数据；根据补偿后的杂波回波数据构造阻塞矢量，以得到各个模糊区域阻塞后的数据；对各个模糊区域阻塞后数据的表达式联立方程组，以求出每个模糊区域的杂波数据。本发明专利技术的发射阵元数只有一个，节省了硬件的成本，并且计算复杂度低，较为容易实现，对系统参数要求较低，不需要考虑发射空间频率模糊的情况，杂波分离，抑制效果好。制效果好。制效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法


[0001]本专利技术属于雷达信号处理
，具体涉及一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法。

技术介绍

[0002]机载雷达往往处于下视工作，杂波强大，由于平台的高速运动，杂波具有一定的相对速度，而且不同方向上的相对速度不同，微弱低速目标淹没在强杂波中，使得雷达性能大幅度下降。地杂波回波在空间和时间维度上都表现出相关性，而干扰主要是角度上相关，利用空时自由度可以有效地最大化信杂噪比(SCNR)。空时自适应处理(STAP)涉及自适应调整二维空时滤波器响应，以最大化输出信杂噪比。通过将STAP算法引入机载雷达，从而提高雷达检测性能。
[0003]在机载雷达中，由于杂波多普勒扩散严重，为了尽量避免多普勒模糊，通常发射较高脉冲重复频率的信号，但是众所周知，最大不模糊距离和脉冲重复频率成反比，较高的脉冲重复频率会带来严重的距离模糊问题，此时不同模糊区间的杂波会叠加在一起，杂波的回波数据不再满足独立同分布的条件，直接应用STAP也来抑制杂波会造成改善因子的凹口展宽，STAP对杂波的抑制性能会显著下降。并且对于非正侧式阵，杂波的分布对距离具有依赖性，近程杂波对距离的依赖性十分严重，而远程杂波对距离的依赖性较轻。
[0004]虽然现有的一些杂波补偿方法可以通过对杂波数据进行补偿来减轻这种距离的依赖性，但是当涉及到距离模糊的时候，由于不同的模糊区域对距离的依赖性不同，所以这些补偿方法对非正侧式阵的STAP的提升效果也并不明显。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，所述近程杂波抑制方法包括：步骤1、基于叠加步进频的雷达体系，得到杂波回波数据；步骤2、根据所述杂波回波数据中的接收空间频率和多普勒频率，分析所述杂波回波数据在所述接收空间频率和所述多普勒频率上的二维分布；步骤3、根据所述杂波回波数据的发射空间频率，得到发射空间频率和距离之间的关系，以找出所述发射空间频率和模糊区域之间的关系；步骤4、基于所述发射空间频率和所述模糊区域之间的关系，构造主值距离补偿矢量，以得到补偿后的杂波回波数据；步骤5、根据所述补偿后的杂波回波数据构造阻塞矢量，以得到各个所述模糊区域阻塞后的数据；步骤6、对各个所述模糊区域阻塞后数据的表达式联立方程组，以求出每个所述模糊区域各自的杂波数据。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，设定发射天线发射M个正交信号，每个所述正交信号发射K个脉冲，一共有N个接收天线，一共有P个模糊区域，则第l个距离单元接收到的杂波数据为：其中，分别表示杂波回波数据的发射空间导向矢量、接收空间导向矢量和多普勒导向矢量，Nc表示每个距离单元中等效的杂波源数。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述二维分布为：在本专利技术的一个实施例中，所述二维分布为：其中，表示接收空间频率和归一化多普勒频率分别为的空时二维导向矢量，R表示杂波回波数据的协方差矩阵， L表示训练样本总数，l表示第l个训练样本，H表示共轭转置，训练样本表示第l个距离单元上的杂波回波数据。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述发射空间频率和所述距离之间的关系为：在本专利技术的一个实施例中，所述发射空间频率和所述距离之间的关系为：其中，表示接收空间频率，表示频率增量，c表示光速，R表示距离，表示主值距离，P表示模糊区域数，最大不模糊距离。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述主值距离补偿矢量为：其中，M为发射波形的数量。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，补偿后的杂波回波数据为：其中，表示维度为N的单位矩阵，表示维度为K的单位矩阵。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述模糊区域包括第一模糊区域、第二模糊区域、第三模糊区域和第四模糊区域，其中，所述步骤4包括：步骤4.1、通过对应的所述主值距离补偿矢量对所述第一模糊区域主值距离进行
补偿，得到所述第一模糊区域中经补偿后的杂波回波数据；步骤4.2、通过对应的所述主值距离补偿矢量对所述第二模糊区域主值距离进行补偿，得到所述第二模糊区域中经补偿后的杂波回波数据；步骤4.3、通过对应的所述主值距离补偿矢量对所述第三模糊区域主值距离进行补偿，得到所述第三模糊区域中经补偿后的杂波回波数据；步骤4.4、通过对应的所述主值距离补偿矢量对所述第四模糊区域主值距离进行补偿，得到所述第四模糊区域中经补偿后的杂波回波数据。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤5包括：步骤5.1、对所述第一模糊区域中经补偿后的杂波回波数据进行重新排列，构造第一阻塞矢量，以得到所述第一模糊区域阻塞所述杂波回波数据之后的数据；步骤5.2、对所述第二模糊区域中经补偿后的杂波回波数据进行重新排列，构造第二阻塞矢量，以得到所述第二模糊区域阻塞杂波之后的数据；步骤5.3、对所述第三模糊区域中经补偿后的杂波回波数据进行重新排列，构造第三阻塞矢量，以得到所述第三模糊区域阻塞杂波之后的数据；步骤5.4、对所述第四模糊区域中经补偿后的杂波回波数据进行重新排列，构造第四阻塞矢量，以得到所述第四模糊区域阻塞杂波之后的数据。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述第一阻塞矢量为：；所述第二阻塞矢量为：所述第三阻塞矢量为：；所述第四阻塞矢量为：；所述第一模糊区域阻塞杂波之后的数据为；所述第二模糊区域阻塞杂波之后的数据为；所述第三模糊区域阻塞杂波之后的数据为；所述第四模糊区域阻塞杂波之后的数据为；其中，表示矩阵维度，C1、C2、C3、C4分别对应不同模糊区域的接收空间导向矢量与多普勒导向矢量的克罗内克积，，m表示第m个发射波形，p表示模糊区域数。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤6之后，还包括：采用多普勒频移补偿方法对所述第一模糊区域的杂波数据进行处理，然后所述第一模糊区域中经多普勒频移补偿方法补偿后的杂波数据以及所述第二模糊区域、所述第三模糊区域和所述第四模糊区域的杂波数据采用STAP算法进行处理，以消除每个模糊区域的
杂波数据。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术的发射阵元数只有一个，在很大程度上节省了硬件的成本，并且计算复杂度低，较为容易实现，对系统参数要求较低，不需要考虑发射空间频率模糊的情况，杂波分离，抑制效果都非常好。
[0016]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种进行第一模糊区域补偿之后，发射空间频率和距离的关系示意图；图4a是本专利技术实施例提供的一种对混合杂波数据分离之后第一模糊区域的杂波的功率谱分布示意图；图4b是本专利技术实施例提供的一种对混合杂波数据分离之后第二模糊区域的杂波的功率谱分布示意图；图4c是本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，所述近程杂波抑制方法包括：步骤1、基于叠加步进频的雷达体系，得到杂波回波数据；步骤2、根据所述杂波回波数据中的接收空间频率和多普勒频率，分析所述杂波回波数据在所述接收空间频率和所述多普勒频率上的二维分布；步骤3、根据所述杂波回波数据的发射空间频率，得到发射空间频率和距离之间的关系，以找出所述发射空间频率和模糊区域之间的关系；步骤4、基于所述发射空间频率和所述模糊区域之间的关系，构造主值距离补偿矢量，以得到补偿后的杂波回波数据；步骤5、根据所述补偿后的杂波回波数据构造阻塞矢量，以得到各个所述模糊区域阻塞后的数据；步骤6、对各个所述模糊区域阻塞后数据的表达式联立方程组，以求出每个所述模糊区域各自的杂波数据。2.根据权利要求1所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，设定发射天线发射M个正交信号，每个所述正交信号发射K个脉冲，一共有N个接收天线，一共有P个模糊区域，则第l个距离单元接收到的杂波数据为：其中，分别表示杂波回波数据的发射空间导向矢量、接收空间导向矢量和多普勒导向矢量，Nc表示每个距离单元中等效的杂波源数。3.根据权利要求1所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，所述二维分布为：二维分布为：其中，表示接收空间频率和归一化多普勒频率分别为的空时二维导向矢量，R表示杂波回波数据的协方差矩阵， L表示训练样本总数，l表示第l个训练样本，H表示共轭转置，训练样本表示第l个距离单元上的杂波回波数据。4.根据权利要求1所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，所述发射空间频率和所述距离之间的关系为：
其中，表示接收空间频率，表示频率增量，c表示光速，R表示距离，表示主值距离，P表示模糊区域数，最大不模糊距离。5.根据权利要求4所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，所述主值距离补偿矢量为：其中，M为发射波形的数量。6.根据权利要求5所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，补偿后的杂波回波数据为：；其中，I
N
表示维度为N的单位矩阵，I
K
表示维度为K的单位矩阵。7.根据权利要求6所述的基于多频分体制雷达的近程杂波抑制方法，其特征在于，所述模糊区域包括第一模糊区域、第二模糊区...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华柯，刘成，全英汇，廖桂生，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：