一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法技术

本发明专利技术的基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法，基于机载雷达场景估计机载雷达的杂波回波的距离分布区间；根据机载雷达平台参数和距离分布区间确定杂波回波的空域

【技术实现步骤摘要】
一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法


[0001]本专利技术属于机载雷达信号处理
，特别涉及一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法。

技术介绍

[0002]在机载雷达应用场景中，来自地面或海面较强的杂波回波严重影响雷达对空中目标的探测性能。在机载雷达杂波抑制方面，国内主要采用窄带脉冲多普勒(Pulse
‑
Doppler,PD)雷达体制，利用基于相控阵天线的空时自适应处理(Space
‑
Time Adaptive Processing,STAP)技术，通过雷达回波数据估计杂波协方差矩阵来计算最优加权矢量以去除杂波的影响。但是，现阶段STAP技术存在计算量大、非均匀杂波抑制效果差等问题，且无法有效解决距离模糊情况下的折叠杂波问题。由于传统机载PD雷达中各脉冲的脉冲重复周期(Pulse Repetition Time,PRT)、载频、脉内调制等参数相同，雷达回波沿距离维和速度维具有一定的周期性，即距离模糊与速度模糊现象。通常情况下，机载PD雷达采用中、高脉冲重复频率以获得较大的不模糊测速范围，从而在成像平面获得更大的“无杂波区”以有效分离杂波和目标。但是，中、高脉冲重复频率同时会带来严重的距离模糊。为方便叙述，定义回波时延在PRT范围内对应的距离区间为一个单位距离段。从杂波回波的角度，雷达天线主、副瓣接收到的来自不同距离段的杂波回波在时间域上是折叠相加的，而这种折叠杂波的能量会远远高于远距离空中目标的回波能量，从而严重影响雷达的目标探测性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术克服了现有技术的不足之一，提供了一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法，能够实现不同距离段间杂波的去相关，完成分距离段杂波盲重构，具有计算量小和复杂度低、无需杂波先验统计信息、鲁棒性好等优点。
[0004]根据本公开的一方面，本公开提出了一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法，所述方法包括：
[0005]步骤S1：基于机载雷达场景估计所述机载雷达的杂波回波的距离分布区间；
[0006]步骤S2：根据机载雷达平台参数和所述距离分布区间确定所述杂波回波的空域
‑
多普勒分布区域；
[0007]步骤S3：根据机载雷达参数确定杂波回波分布的最大距离段数N，所述最大距离段数N所对应的各个距离段的编号和其杂波回波编号均为n，参数n和N为正整数，且1≤n≤N；
[0008]步骤S4：针对第n个距离段，利用杂波回波重构子模块对除第n个距离段的其它距离段的杂波回波的进行重构，得到去除第n个距离段的其它距离段的杂波回波重构结果；
[0009]步骤S5：利用第n个距离段的接收滤波器组对总回波减去所述去除第n个距离段的其它距离段的杂波回波重构结果后进行处理，得到所述第n个距离段杂波；
[0010]步骤S6：所述n自增1，当所述n>N时，令n＝1，重复步骤S4
‑
步骤S7，直至相邻两次迭代结果的差小于预设阈值；
[0011]步骤S7：对每个距离段，利用所述总回波减去重构的非本距离段杂波，完成所述折叠杂波的抑制。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述杂波回波的距离分布区间[R
min
,R
max
]由所述机载雷达平台的高度H
p
决定；
[0013]其中，所述杂波回波的距离分布区间为：
[0014]在一种可能的实现方式中，所述机载雷达平台参数包括：机载雷达平台运动速度V
p
，机载雷达发射波束主瓣与机载雷达平台运动方向的方位向夹角θ，靠近机载雷达平台运动方向一侧的发射波束主副瓣覆盖空间方位向角度为θ
n
，远离机载雷达平台运动方向一侧的发射波束主副瓣覆盖空间方位向角度为θ
f
。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述根据机载雷达平台参数和所述杂波回波的距离分布区间确定所述杂波回波的空域
‑
多普勒分布区域，包括：
[0016]根据所述机载雷达平台参数计算得到所述杂波回波的速度分布区间；
[0017]根据所述杂波回波的速度分布区间和多普勒计算公式得到所述杂波回波的多普勒分布区间；
[0018]根据所述杂波回波的时间分布区间和速度分布区间得到所述杂波回波的空域
‑
多普勒分布区域。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述杂波回波分布的最大距离段数N为：
[0020][0021]其中，C为光速，为向上取整，PRT为脉冲重复周期。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述杂波回波重构子模块包括：快时间脉冲压缩处理、慢时间加权FFT处理、滤除距离
‑
多普勒平面杂波分布区间外能量、慢时间加权FFT逆处理和快时间脉冲压缩逆处理五个过程。
[0023]在一种可能的实现方式中，所述杂波回波的速度分布区间为：
[0024][0025]所述杂波回波的多普勒分布区间为：
[0026][0027]其中，λ为波长。
[0028]在一种可能的实现方式中，所述杂波回波的空域
‑
多普勒分布区域为：
[0029][0030]其中，其中，为归一化多普勒频率，ψ为杂波散射体与雷达阵列之间的锥角变量，f
dm
为杂波的最大多普勒频率，α为雷达阵列偏航角，为雷达阵列俯仰角，R
e
表示地球曲率半径。
[0031]本专利技术的基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法，利用具有距离选通特性的脉间捷变波形，在重构各距离段杂波时，通过交替反演过程抑制非本距离段杂波能量，实现不同距离段间杂波的去相关，从而完成分距离段杂波盲重构。具有计算量小和复杂度低、无需杂波先验统计信息、鲁棒性好等优点。
附图说明
[0032]附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0033]图1示出了根据本公开一实施例的基于脉间捷变波形的杂波回波及不同距离段接收滤波器组示意图；
[0034]图2示出了根据本公开一实施例的基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法流程图；
[0035]图3示出了根据本公开另一实施例的基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法流程图；
[0036]图4a示出了基于传统的杂波的抑制方法的仿真点杂波回波数据PD处理结果示意图；
[0037]图4b示出了根据本公开一实施例的基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法的仿真点杂波回波数据PD处理结果示意图；
[0038]图5a示出了基于传统线性调频发射波形的仿真目标加面杂波回波数据PD处理结果示意图；
[0039]图5b示出了根据本公开一实施例的基于脉间捷变发射波形的仿真目标加面杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于距离选通和交替反演的折叠杂波的抑制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1：基于机载雷达场景估计所述机载雷达的杂波回波的距离分布区间；步骤S2：根据机载雷达平台参数和所述距离分布区间确定所述杂波回波的空域
‑
多普勒分布区域；步骤S3：根据机载雷达参数确定杂波回波分布的最大距离段数N，所述最大距离段数N所对应的各个距离段的编号和其杂波回波编号均为n，参数n和N为正整数，且1≤n≤N；步骤S4：针对第n个距离段，利用杂波回波重构子模块对除第n个距离段的其它距离段的杂波回波的进行重构，得到去除第n个距离段的其它距离段的杂波回波重构结果；步骤S5：利用第n个距离段的接收滤波器组对总回波减去所述去除第n个距离段的其它距离段的杂波回波重构结果后进行处理，得到所述第n个距离段杂波；步骤S6：所述n自增1，当所述n>N时，令n＝1，重复步骤S4
‑
步骤S7，直至相邻两次迭代结果的差小于预设阈值；步骤S7：对每个距离段，利用所述总回波减去重构的非本距离段杂波，完成所述折叠杂波的抑制。2.根据权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述杂波回波的距离分布区间[R
min
,R
max
]由所述机载雷达平台的高度H
p
决定；其中，所述杂波回波的距离分布区间为：3.根据权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述机载雷达平台参数包括：机载雷达平台运动速度V
p
，机载雷达发射波束主瓣与机载雷达平台运动方向的方位向夹角θ，靠近机载雷达平台运动方向一侧的发射波束主副...

【专利技术属性】
技术研发人员：范花玉，孙颖豪，任丽香，刘泉华，毛二可，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：