基于非均匀空间立体阵列分布式ＳＡＲ的杂波抑制方法技术

基于非均匀空间立体阵列分布式ＳＡＲ的杂波抑制方法，它涉及一种杂波抑制方法，它解决了现有的ＳＴＡＰ方法只适合于均匀直线阵列或均匀面阵的杂波抑制，而不适用于非均匀空间阵列的杂波抑制的问题。本发明专利技术首先建立一个非均匀空间立体阵列流形，然后对其进行信号重构，获得均匀空间立体阵列流形，再根据均匀空间立体阵列流形，计算并获得杂波的各维多普勒频率，进而获得基于所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型；根据所述杂波模型、各维多普勒频率及全空时自适应处理方法，构建全空时自适应滤波器，实现对ＳＡＲ实际接收的空时采样信号的杂波抑制。本发明专利技术克服了已有技术的不足，可用于ＳＡＲ地面动目标检测技术中的杂波抑制领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种杂波抑制方法。
技术介绍
杂波抑制是GMTI(地面动目标检测)技术的一个关键性环节，现有的STAP(空时自适应处理)技术在杂波抑制方面应用较广，它具有很好的杂波对消性能，但传统的基于均匀线阵的2D-STAP技术都是假定杂波环境是均匀的，它要求训练样本和待检测样本中的干扰是独立同分布的，这样才能使用其它距离门的样本来准确估计待检测距离门中干扰的统计特性，实现对杂波等干扰的有效抑制。 然而，雷达面临的实际杂波环境常常是非均匀的，而传统的STAP方法无法对随俯仰角变化的非均匀杂波进行有效地抑制；同时，传统的STAP方法只能应用于均匀直线阵列，当若线阵中阵元过多时，该方法的计算量会增加，可靠性也会降低，且阵元幅相误差不可避免，这会成为制约一维处理性能的重要因素。由于存在阵元幅相误差时，各列子阵俯仰方向图是俯仰角的函数，即各列子阵俯仰方向图不再一致，而一维采样仅控制多普勒域与方位域，而无法控制各列子阵俯仰角，因而也就无法避免这种由于列子阵俯仰角不一致造成的影响。 PhillipM.Corbell,MichaelA.Temple,andToddB.Hale.Forward-LookingPlanarArray3D-STAPUsingSpaceTimeIlluminationPatterns(STIP).In1-4244-0309-X/06/2006IEEE,602-606，这篇文章给出了基于均匀面阵的3D-STAP技术，但是只是解决针对基于均匀面阵的杂波抑制，而不能解决针对基于均匀空间阵列的杂波抑制，而且该文中的杂波抑制技术仍然存在如扫描区域受限、杂波模型建立复杂、阵列流形限制严格等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有的STAP方法只适合于均匀直线阵列或均匀面阵的杂波抑制，而不适用于非均匀空间阵列的杂波抑制的问题，提供了一种基于非均匀空间立体阵列分布式SAR的杂波抑制方法。 基于非均匀空间立体阵列分布式SAR的杂波抑制方法，它的具体过程如下 步骤一、根据非均匀分布式SAR的实际空间分布，建立一个基于X-Y-Z坐标系的非均匀空间立体阵列流形； 步骤二、利用基于俯仰维划分的二次阵列插值信号重构方法，对步骤一建立的非均匀空间立体阵列流形进行信号重构，获得均匀空间立体阵列流形； 步骤三、根据步骤二获得的均匀空间立体阵列流形，计算并获得杂波的各维多普勒频率，进而获得所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型； 步骤四、根据所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型、各维多普勒频率及全空时自适应处理方法，构建全空时自适应滤波器，进而对SAR实际接收的空时采样信号进行杂波抑制。 本专利技术适用于非均匀空间阵列的杂波抑制领域，特别适用于非均匀空间立体阵列分布式SAR的杂波抑制，能够对其进行有效地杂波抑制。 附图说明 图1为非均匀空间立体阵列流形的示意图；图2为均匀空间立体阵列流形的示意图；图3是均匀空间立体阵列流形在X-Y坐标面的投影图。 具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的基于非均匀空间立体阵列分布式SAR的杂波抑制方法，它的具体过程如下 步骤一、根据非均匀分布式SAR的实际空间分布，建立一个基于X-Y-Z坐标系的非均匀空间立体阵列流形； 步骤二、利用基于俯仰维划分的二次阵列插值信号重构方法，对步骤一建立的非均匀空间立体阵列流形进行信号重构，获得均匀空间立体阵列流形； 步骤三、根据步骤二获得的均匀空间立体阵列流形，计算并获得杂波的各维多普勒频率，进而获得所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型； 步骤四、根据所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型、各维多普勒频率及全空时自适应处理方法，构建全空时自适应滤波器，进而对SAR实际接收的空时采样信号进行杂波抑制。 其中，SAR为英文SyntheticApertureRadar的缩写，指合成孔径雷达。 本专利技术针对分布式SAR地面动目标检测中面临的问题，通过信号处理中的信号重构技术，对非均匀空间立体阵列流形进行信号重构，使其信号形式重构为空间立体均匀阵列的信号形式，以适用于STAP(空时自适应处理)方法对杂波进行抑制，图1是非均匀空间立体阵列流形的示意图，信号重构后新的阵列构形如图2所示，由图中可见此时的阵列构形成空间立体均匀阵列，相应的其杂波信号也被重构为均匀杂波信号；然后，将得到的均匀空间立体阵列杂波信号，作为杂波抑制的基本对象，通过Y轴方向上的各个子面阵进行3D-STAP对杂波进行抑制，从而实现非均匀空间立体阵列的分布式SAR杂波抑制。 步骤二所述内容的具体过程为 步骤二一、对步骤一中所述非均匀空间立体阵列流形中的所有阵元，按照就近原则，将所述所有阵元划分到L个平行于X-Y坐标面的平面中，获得L个平行于X-Y坐标面的不均匀平面子阵列；其中，L为正整数，且L由所述非均匀空间立体阵列流形中的所有阵元在Z向分布的疏密程度决定； 步骤二二、分别对步骤二一获得的L个不均匀平面子阵列中的每一个平面子阵列进行插值，获得L个平行于X-Y坐标面的均匀平面子阵列； 步骤二三、根据由所述L个均匀平面子阵列构成的空间立体阵列流形，获得M个平行于X-Z坐标面的不均匀平面子阵列，然后对该M个不均匀平面子阵列的每一个不均匀平面子阵列再次进行插值，分别获得M个平行于X-Z坐标面的均匀平面子阵列； 步骤二四、根据步骤二三获得的M个均匀平面子阵列，获得均匀空间立体阵列流形。 在本实施方式中，所述所有阵元在空间上呈现不均匀分布，即所述所有阵元中，每两个阵元间的距离不全相同。 图1中，有27个阵元不均匀地分布在X-Y-Z空间中，即它们彼此间隔各不相同。实施步骤二一，可将实心圆圈代表的阵元划分到α1平面中去，将空心圆圈代表的阵元划分到α2平面中去，将方块代表的阵元划分到α3平面中去，然后，分别在α1、α2和α3平面内进行平面阵插值，将阵列插值成为三个3×3的均匀面阵；然后，在与X-Z坐标面平行的平面β1、β2和β3中进行2次插值，将阵列插值为3×3×3的均匀空间立体阵列，如图2所示。本方法相当于在将空间立体阵列分割成若干个平行与X-Y坐标面的平面后，进行两次平面阵插值，从而得到一个均匀分布的空间立体阵列，以适应3D-STAP技术进行杂波抑制。 步骤三所述内容的具体过程为 步骤三一、令步骤二四获得的均匀空间立体阵列流形的平行于X-Z坐标面的一个平面子阵列作为基准面子阵，然后根据步骤二获得的均匀空间立体阵列流形计算获得杂波的各维多普勒频率； 步骤三二、根据该基准面子阵的杂波模型以及步骤三一获得的杂波的各维多普勒频率，获得该均匀空间立体阵列流形的其余所有平面子阵列的杂波模型；其中，所述其余所有平面子阵列均与X-Z坐标面平行； 步骤三三、由所述基准面子阵的杂波模型以及步骤三二获得的其余所有平面子阵列的杂波模型，获得整个均匀空间立体阵列流形的杂波模型。 其中，步骤三二中的基准面子阵的杂波模型，是由
技术介绍
中提到的《Forward-LookingPlanarArray3D-STAPUsingSpaceTimeIlluminationPatterns》这篇文献中的方法得到的。 步骤三一中所述的各维多普勒频率包括时间多普勒频率fd、空间方位向普勒频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于非均匀空间立体阵列分布式ＳＡＲ的杂波抑制方法，其特征在于它的具体过程如下：步骤一、根据非均匀分布式ＳＡＲ的实际空间分布，建立一个基于Ｘ－Ｙ－Ｚ坐标系的非均匀空间立体阵列流形；步骤二、利用基于俯仰维划分的二次阵列插值信号重构方法，对步骤一建立的非均匀空间立体阵列流形进行信号重构，获得均匀空间立体阵列流形；步骤三、根据步骤二获得的均匀空间立体阵列流形，计算并获得杂波的各维多普勒频率，进而获得所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型；步骤四、根据所述均匀空间立体阵列流形的杂波模型、各维多普勒频率及全空时自适应处理方法，构建全空时自适应滤波器，进而对ＳＡＲ实际接收的空时采样信号进行杂波抑制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅，张雷，林超，陈锦海，张生杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]