弹载相控阵雷达系统设计与信号处理问题

弹载相控阵雷达的系统设计与信号处理实现低空目标探测是下一代主动雷达导引头的一项关键技术。针对这些问题,本文从技术难点、工作模式等方面对导引头雷达动目标检测进行了分析。相比机载预警雷达,弹载雷达采用前视阵列且运动速度快、工作波长短,杂波存在距离、多普勒多重模糊问题,杂波特性严重非均匀,杂波抑制难度大。本文给出了笔者在弹载雷达系统设计及空时自适应处理方面所做的工作,同时指出了目前这一领域有待改善和研究的相关问题。

一种机载预警雷达改进JDL-STAP算法

为了满足实际阵列天线处理要求和提高经典局域联合处理(JDL)STAP算法的稳健性,提出了一种基于信号表示过完备理论的改进JDL-STAP算法。该方法利用包含所有感兴趣观测角度形成的过完备基集合构造从空-时域到角度-多普勒域的变换矩阵,将空时数据精确映射到局域处理区域的角度-多普勒单元,再在低维空间内进行空时二维自适应处理。仿真结果表明:改进JDL算法比经典的DFT-JDL算法具有更优的性能和稳健性。

机载自适应阵中的多普勒—特征波束形成

在机载相控阵雷达下视情况下，多普勒展宽的时变杂波可以用自适应时空二维处理器得到最优的抑制。然而对于大型阵列的实时应用来说，这种最优时空二维处理却很难实现，这是由于它要求很高的计算量（以典型的采样协方差矩阵求逆算法￣［２］为例，其运算量大约为每次迭代Ｏ｛（ＮＭ）￣２｝，其中Ｎ为阵元数，Ｍ为时间采样数）。在本文中，首先通过杂波子空间分析证明了杂波自由度小于Ｎ＋Ｍ，而且阵列信号在经过多普勒滤波后，单个多普勒滤波器输出的杂波自由度很小，从而可以用一个仅有Ｎ＋Ｍ个自由度的低阶（部分自适应）处理器来实现准最优的杂波抑制；随后，提出了用Ｎ＋Ｍ个多普勒─特征波束（多普勒滤波器后跟空间特征波束）来近似杂波子空间的办法，并据此方法构造了一个使用这种多普勒一特征波束的广义旁瓣对消器并用它实现了准最优的杂波抑制，所需计算量仅为每次迭代Ｏ｛Ｎ＋Ｍ）Ｎ＋（Ｎ＋Ｍ）￣２｝。由于空间特征波束所具有的误差补偿能力，该处理器在实际应用中对于处理器自由度不足是不敏感的。