【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达
，具体涉及机载雷达近程杂波抑制方法，可用于对天线阵面进行DOA估计并结合阵面俯仰方向的自由度对近程杂波进行抑制，提高STAP处理对非正侧视阵近程杂波的抑制性能。
技术介绍
机载预警雷达以其快速灵活地机动预警能力受到越来越多国家的青睐，其核心任务是在杂波和干扰存在的背景环境中快速探测并跟踪感兴趣的目标。机载正侧视阵杂波呈现空时二维耦合特性，此时杂波谱沿斜直线分布。也就是杂波的锥角余弦和多普勒频率满足线性关系，而且各个距离门的杂波谱不随距离变化，在距离上近似为平稳的。这种情况下，空时自适应处理过程中可以从待处理距离-多普勒单元周围获得足够的训练样本估计协方差矩阵，进而训练自适应权矢量对杂波和干扰进行抑制。这种杂波抑制方法已经比较成熟。由于实际情况下，天线阵面往往不满足正侧视阵的条件，对于非正侧视阵天线，近程杂波多普勒频率随距离的变化较快，呈现出较强的距离非平稳特性，其距离多普勒谱形状为斜椭圆。前视阵是非正侧视阵的一种特殊情况，其距离多普勒谱形状为正椭圆。若存在距离模糊，同一距离单元近程杂波与远程杂波的主瓣是不重合的。非正侧视阵近程杂波的距离非平稳性使近程杂波的二维杂波谱在距离上不能满足同分布的条件。如果利用这些非同分布的距离单元作为训练单元训练自适应权值，其自适应处理形成的凹口在深度和空间位置上与实际杂波不能完全匹配，从而使杂波的抑制效果不理想。针对近程杂波在距离上的非平稳特性，前人...
【技术保护点】
一种基于ESPRIT算法的机载雷达近程杂波抑制方法，包括如下步骤：（1）依据Ward杂波模型，仿真得到机载雷达前视阵天线四维杂波数据XN×M×P×L，其中N为俯仰向阵元个数，M为方位向阵元个数，P为脉冲数，L为距离门数；（2）利用旋转不变子空间算法即ESPRIT算法，依次对前视阵天线四维杂波数据XN×M×P×L中的每个距离门在俯仰方向进行波达方向估计即DOA估计，得到天线阵列流形矩阵A(θ),θ∈[0，90°]：（2a）取前视阵天线四维杂波数据XN×M×P×L中第l个距离门对应的第m个方位阵元第p个脉冲俯仰快拍列矢量xmpl作训练样本，计算俯仰协方差矩阵Rl：Rl=1M×PΣm=1MΣp=1PxmplxmplH其中，Η为共轭转置运算符号；（2b）对俯仰协方差矩阵Rl进行特征分解，得到信号子空间Us：Rl=Σi=1NλieieiH=UsΣsUsH+UNΣNUNH其中，ei为单位向量，Σs和ΣN分别为信号和噪声对应的单位矩阵，λi为俯仰协方差矩阵Rl特征分解后得到的特征值，Us是俯仰协方差矩阵Rl特征分解...
【技术特征摘要】
1.一种基于ESPRIT算法的机载雷达近程杂波抑制方法，包括如下步骤：
（1）依据Ward杂波模型，仿真得到机载雷达前视阵天线四维杂波数据
XN×M×P×L，其中N为俯仰向阵元个数，M为方位向阵元个数，P为脉冲数，L为
距离门数；
（2）利用旋转不变子空间算法即ESPRIT算法，依次对前视阵天线四维杂
波数据XN×M×P×L中的每个距离门在俯仰方向进行波达方向估计即DOA估计，得
到天线阵列流形矩阵A(θ),θ∈[0，90°]：
（2a）取前视阵天线四维杂波数据XN×M×P×L中第l个距离门对应的第m个方
位阵元第p个脉冲俯仰快拍列矢量xmpl作训练样本，计算俯仰协方差矩阵Rl：
R l = 1 M × P Σ m = 1 M Σ p = 1 P x mpl x mpl H ]]>其中，Η为共轭转置运算符号；
（2b）对俯仰协方差矩阵Rl进行特征分解，得到信号子空间Us：
R l = Σ i = 1 N λ i e i e i H = U s Σ s U s H + U N Σ N U N H ]]>其中，ei为单位向量，Σs和ΣN分别为信号和噪声对应的单位矩阵，λi为俯
仰协方差矩阵Rl特征分解后得到的特征值，Us是俯仰协方差矩阵Rl特征分解得
到的信号子空间，UN是俯仰协方差矩阵Rl特征分解得到的噪声子空间；
（2c）将前视阵天线阵面沿俯仰方向分成两个结构相同的子阵1和子阵2，
并将子阵1对应的信号子空间定义为Us1，将子阵2对应的信号子空间定义为
Us2，它们的表达式为：
Us1=Us(1:N-1,1:N)
Us2=Us(2:N,1:N)
（2d）由ESPRIT算法原理可知两个信号子空间Us1和Us2满足式：
\tUs2=ΨlUs1，其中Ψl为阵列旋转不变关系矩阵，采用最小二乘法求解；
（2e）对阵列旋转不变关系矩阵Ψl进行特征分解，得到特征矢量矩阵Tl即
Tl=eig(Ψl)，此时第l个距离门天线阵列流形矩阵Al(θ)=Us×Tl。
（3）利用天线阵列流形矩阵Al(θ)，得到近程杂波俯仰向导向矢量S(θ1)和
远程杂波俯仰向导向矢量S(θ2)分别为：S(θ1)=Al(θmax)，S(θ2)=Al(θmin)，其
中，θmax为近程杂波对应的俯仰角，θmin为远程杂波对应的俯仰角。
（4）将近程杂波俯仰向导向矢量S(θ1)约束为0，将远程杂波俯仰向导向矢
量S(θ2)约束为1，得到第l个距离门对应的俯仰向自适应权矢量Wl第l个距离门俯仰向自适应权矢量Wl满足以下约束条件：
W l H S ( θ 1 ) = 0 W l H S ( θ 2 ) = 1 ]]>对上式求解得：
W l H = 0 1 S ( θ 1 ) S ( θ 2 ) + ]]>其中，[]+表示广义求逆运算符号；
（5）利用权矢量Wl对第l个距离门对应的第m个方位阵元的第p个脉冲俯
仰快拍列矢量xmpl进行俯仰向匹配滤波处理，得到滤波后的杂波数据 x ^ mpl = W l H x mpl ; ]]>（6）重复步骤（5），直到第l个距离门对应的M个方位阵元的P个脉冲杂
波数据XN×M×P,l完成俯仰向匹配滤波处理，得到滤波后的杂波数据XM×P,l；
（7）重复步骤（2）～（6），对其它距离门进行俯仰滤波，得到俯仰滤波后
的杂波数据XM×P×L，再对该杂波数据XM×P×L在脉冲域作FFT变换，得到新的杂
波数据（8）将新的杂波数据中第p个多普勒通道对应的杂波数据进行空
时自适应STAP处理，得到STAP处理后的剩余杂波数据（9）重复步骤（8），直到所有多普勒通道都完成处理为止，得到所有多普
勒通道对应的剩余杂波数据2.根据权利要求1所述的基于ESPRIT算法的机载雷达近程杂波抑制方法，
其中所述步骤（2）中采用最小二乘法求解阵列旋转不变关系矩阵Ψl，按如下公
式进行计算：
U s 2 = Ψ l U s 1 ⇒ min | | Δ U s 2 | | 2 Ψ l U s 1 = U s 2 + Δ U s 2 ]]> 1）
⇒ min ( f ( Ψ l ) ) = min | | Δ U s 2 | | 2 = min | | Ψ l U s 1 - ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彤，陈云飞，同亚龙，吴建新，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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