弹载俯冲非正侧阵雷达杂波特性与抑制方法

相对于平飞运动雷达,俯冲运动垂直向下的运动分量会引入额外的多普勒频率,对杂波的空时分布特性产生重要影响。本文针对弹载俯冲非正侧阵雷达,提出了一种俯冲运动空时信号模型,首先推导了多普勒频率与空间角度的耦合关系的一般表达式,并详细分析了在实际的阵面几何配置情况下,俯冲运动雷达杂波的空时分布特性,相应提出了适于俯冲运动的基于参数模型和配准补偿(parameter model and registration compensation,PM-RC)的杂波抑制方法。最后通过弹载雷达建模仿真分析了俯冲运动对杂波空时特性的具体影响,并验证了杂波抑制方法的有效性。

非正侧阵机载雷达杂波谱迭代自适应配准方法

对于机载非正侧阵雷达,杂波谱的距离空变性使得直接利用邻近单元数据估计的协方差矩阵与真实协方差矩阵不匹配,导致空时自适应杂波抑制性能下降。基于配准的补偿(registration-based compensation,RBC)方法通过时域平滑来估计空时谱,继而对地杂波的距离依赖性进行补偿,由于时域孔径损失使杂波谱峰值的估计精度受到限制。针对这一问题,考虑到杂波空时谱的稀疏性,本文利用迭代自适应算法(iterative adaptive approach,IAA)进行空时谱估计,并重构各辅助距离单元协方差矩阵以实现杂波谱配准,称为IAA-RBC算法。由于该算法不存在孔径损失,杂波谱配准精度更高。仿真实验表明,即使在样本中存在目标污染等干扰因素的情况下,所提方法相比传统的利用时域平滑的RBC方法也能获得更好的信噪比改善。

机载非正侧阵雷达杂波背景下的信号检测

机载非正侧阵雷达由于弯曲杂波的出现,给信号检测带来了很大的困难,并且由此带来了大量虚警,本文提出了对弯曲杂波的搜索方法,抑制弯曲杂波区域的杂波信号的输出,大大降低了虚警概率,同时改变了恒虚警检测后,信号的提取准则,有效地提高了杂波背景下的信号检测能力。

机载非正侧阵雷达降维STAP性能仿真

机载非正侧阵雷达杂波功率谱的空时分布随雷达的侧视角而变化,增加了空时自适应处理(STAP)的复杂性和处理难度。针对机载非正侧阵雷达的降维STAP性能开展了仿真研究,首先建立了机载非正侧阵雷达的杂波模型,对不同侧视角下的杂波分布进行仿真,在此基础上建立了机载雷达降维STAP的数学模型,最后通过数据仿真研究了机载非正侧阵雷达降维STAP性能,可以为未来非正侧阵雷达的降维STAP研究提供技术支撑。

基于改进FOCUSS算法的距离模糊杂波抑制方法

针对现有抑制杂波距离模糊的方法存在计算量大、缺少训练样本等问题,提出了一种基于稀疏恢复的距离模糊杂波抑制方法。该方法首先提出了基于正交三角分解预处理共轭梯度法的改进正则化欠定系统局灶解法,对杂波进行稀疏恢复,将在时域上无法区分的雷达杂波回波数据变换到等价的空间频率-多普勒频率域上;然后,根据杂波空时耦合特性设计距离模糊杂波空时滤波器,将模糊杂波消除;最后,利用多帧平均处理的方法估计杂波空时谱分布,计算杂波协方差矩阵。与现有杂波距离模糊抑制方法相比,该方法可以克服杂波距离相关性和距离模糊带来的影响,减少稀疏恢复计算过程中出现的"伪峰",更加准确地估计待测单元的杂波分布特性。

基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法

自适应角度多普勒补偿方法是补偿机载非正侧阵雷达杂波距离相关性的有效手段,该方法解决了角度多普勒补偿方法处理性能受系统误差影响较大的问题,可以实现杂波距离相关性的自适应补偿。但该方法利用子孔径平滑估计杂波协方差矩阵,存在孔径损失,系统自由度下降,估计准确度下降。此外,该方法还存在着运算量大的问题,不利于实时实现。本文提出了一种基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法,并利用正交投影逼近子空间追踪方法对估计杂波协方差矩阵进行特征分解。与常规自适应角度多普勒补偿方法相比,本文方法运算量显著降低,杂波补偿性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。

一种新的角度多普勒补偿方法

由于机载非正侧雷达杂波空时耦合关系存在严重的距离依赖性,故训练样本单元与待测单元的杂波不服从独立同分布.角度多普勒补偿方法是补偿杂波距离依赖性的有效手段,但在系统存在速度误差和角度误差时,杂波依赖性补偿性能下降.针对这个问题,提出了基于稀疏恢复的角度多普勒补偿方法——SR-ADC方法.该方法首先对训练样本单元和待测单元的雷达回波数据进行稀疏恢复得到杂波空时谱;然后确定杂波谱中心及其空间频率和多普勒频率,并以此计算空时转换矩阵,使训练单元杂波与待测单元杂波分布特性趋于一致.与常规角度多普勒补偿相比,SR-ADC方法能够实现杂波距离依赖性的自适应补偿,在存在误差时也能取得较为理想的补偿.