机载外辐射源雷达空时处理中距离徙动校正算法研究

空时处理是实现机载外辐射源雷达杂波抑制和目标能量积累的有效手段。然而,外辐射源雷达目标信号微弱,需要在长相干处理时间(CPI)下进行空时处理,以提高目标信噪比。长CPI下,目标将出现距离徙动,造成积累增益损失,降低系统威力。针对上述问题,该文根据外辐射源雷达特点,提出将Keystone变换与3DT-SAP算法有机结合的距离徙动校正算法。该算法计算效率高,具有实时处理的潜力,能在抑制杂波的同时校正距离徙动,且校正过程信号能量损失小。仿真表明,该算法能充分抑制杂波,且对不同速度、不同强弱的目标进行有效的距离徙动校正,是一种高效、高性能的机载外辐射雷达距离徙动校正算法。

基于RDNLMS的机载外辐射源雷达杂波对消

该文利用RDNLMS算法对消机载外辐射源雷达多普勒展宽的直达波、强杂波,推导了RDNLMS滤波器的传递函数,在此基础上提出一种非均匀多普勒频率抽取方法,在降低计算量的同时尽可能减小了因抽取带来的性能损失。该方法既能确保强杂波落在所抽取的多普勒频率上从而被有效对消,又能保证抽取间隔不致过大进而使较弱的杂波也得到适当的抑制。仿真实验表明:当对消阶数相同时,非均匀多普勒频率抽取方法比均匀抽取对消性能提高2.4 d B。

基于波束域分块RDLMS的机载外辐射源雷达杂波对消算法

针对机载外辐射源雷达多普勒展宽的杂波对消问题,该文首先从降低计算量的角度出发,提出了波束域分块RDLMS算法。通过波束形成降低了多普勒维对消阶数,通过分块减小了迭代次数并可以利用FFT快速实现。分析表明,所提算法能够大幅降低杂波对消的计算量,为实时处理提供了支撑。其次,在处理性能方面,由于算法对所有滤波器系数采用相同的步长,当杂噪比较高时会有较大的对消残余;根据系数比例自适应算法的思想,该文提出了改进算法,对不同的滤波器系数采用不同的步长,步长的大小与滤波器系数的对数成正比。仿真表明,改进算法使杂波对消残余降低了1.3dB,对消性能接近理想。

基于频域分块RDS-LMS算法的机载外辐射源雷达杂波对消

针对机载外辐射源雷达多普勒展宽的杂波对消问题,该文提出频域分块距离-多普勒-空间LMS(RDS-LMS)算法。该算法利用杂波的空时依赖性,沿杂波脊进行对消,避免对杂波多普勒带内目标的对消。通过频域分块处理,减小了迭代次数并可以利用FFT快速实现,降低了算法的计算量。基于实测数据的仿真结果表明:该算法能够有效对消杂波,且对杂波带内的目标影响很小,对径向速度大于10 m/s的目标,信噪比损失在1 d B以内。计算复杂度分析表明:频域分块实现使算法计算量降低了42倍,根据在地基外辐射源雷达中已实时实现的FBLMS算法估算,结合GPU并行处理,该文算法处理1 s数据用时为771 ms,能够满足实时性需求。

基于变步长RDNLMS的机载外辐射源雷达杂波对消

机载外辐射源雷达面临多普勒展宽的直达波和强杂波干扰,传统的归一化最小均方(NLMS)算法难以消除此类杂波。针对这一问题,提出一种变步长距离-多普勒归一化最小均方(VSS-RDNLMS)算法。该算法利用距离-多普勒NLMS(RDNLMS)算法的优势,在距离维和多普勒维同步对消杂波,同时,根据输出误差信号和系统噪声控制步长改变,在保证收敛速度的前提下,降低了算法的稳态误差。仿真实验表明:在相同的仿真条件下,VSS-RDNLMS算法可以显著改善机载外辐射源雷达的杂波对消性能,有效降低对消残差,提高目标信噪比。

机载外辐射源探测的杂波特性分析

外辐射源雷达的研究和应用呈现出由地面固定平台向空中移动平台发展的趋势。首先通过信号建模,从理论上分析了机载外辐射源条件下直达波信号对地物杂波空时二维分布特性的影响;然后通过机载外辐射源实验,验证了杂波空时二维分布特性与理论推导结果相吻合。

基于DP-SA的机载外辐射源无源协同定位

针对强杂波背景下机载外辐射源无源协同定位(APCL)问题,提出一种基于动态规划和状态扩维(DP-SA)的单目标无源协同定位方法。首先,基于误差传播理论,构建了考虑外辐射源位置不确定性的状态转移范围,进而建立动态规划(DP)的值函数。其次,推导了基于极值理论的动态规划回溯阈值,提高了低可观测目标的检测概率。最后,对测量新息协方差进行在线修正,降低了外辐射源位置不确定性的影响,并利用状态扩维技术实现目标状态与外辐射源状态的联合估计。仿真验证了所提方法的有效性。