技术特征：
1.一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，确定机载雷达，且机载雷达检测范围内存在目标，设机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵x，雷达原始回波数据矩阵x为n
×
k
×
l维的阵元
‑
脉冲
‑
距离域数据，n表示机载雷达天线的阵元数，k表示机载雷达在一个相干积累时间内发射的脉冲数，l表示机载雷达接收到的回波数据包含的距离单元总个数；步骤2，根据阵元加权fft的切比雪夫加权值，确定阵元fft加权系数矢量β；步骤3，令l＝1，l∈{1,2,
…
,l}，l表示第l个距离单元；步骤4，对第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据x
l
，根据机载雷达的距离分辨率，确定第l个距离单元的斜距r
l
，根据第l个距离单元的斜距r
l
，确定第l个距离单元上的散射点的俯仰角根据第l个距离单元上的散射点的俯仰角和多波束形成的角度范围，确定对第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据x
l
进行阵元加权fft的q个归一化空间频率值，q的大小和机载雷达天线的阵元数n相等；步骤5，根据步骤4得到的归一化空间频率值和步骤2得到的阵元fft加权系数矢量β，确定第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据的阵元fft加权变换矩阵f
l
；使用阵元fft加权变换矩阵f
l
对所述第l个距离单元的阵元
‑
脉冲维数据x
l
进行阵元域加权fft变换，得到第l个距离单元波束
‑
脉冲维回波数据y
l
；步骤6，令q＝1，q∈{1,2,
…
,q}，q表示第q个波束；步骤7，根据机载雷达飞行的加速度a及其它雷达参数，确定对第l个距离单元、第q个波束的k
×
1维杂波数据y
ql
的k
×
1维补偿矢量t
ql
，并根据补偿矢量t
ql
对第l个距离单元、第q个波束的脉冲维回波数据y
ql
进行补偿，得到补偿后的脉冲维数据步骤8，令q的值加1，并重复执行步骤8，得到第l个距离单元的所有q个波束的补偿后的脉冲维数据步骤9，令l的值加1，并重复执行步骤5到步骤9，得到所有l个距离单元的所有q个波束的补偿后的脉冲维数据从而根据所有补偿后的脉冲维数据构建波束域补偿后的n
×
k
×
l维的波束
‑
脉冲
‑
距离域数据步骤10，对步骤9构建的波束域补偿后波束
‑
脉冲
‑
距离域数据在脉冲域进行fft变换，得到波束
‑
多普勒
‑
距离域数据步骤11，对步骤10得到的波束
‑
多普勒
‑
距离域数据进行空时降维自适应处理，得到空时降维自适应处理后的剩余杂波数据z。2.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤2中，阵元fft加权系数矢量β的表达式为：β＝[β
0 β1ꢀ…ꢀ
β
n
‑1]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，β
n
,n＝1,
…
,n表示阵元fft加权系数的每一项，(
·
)
t
表示转置操作。3.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在
于，步骤4的具体过程为：步骤4.1，对第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据x
l
，根据机载雷达的距离分辨率，确定第l个距离单元的斜距r
l
；机载雷达的距离分辨率的表达式为：式(2)中，c表示光速，b表示机载雷达发射信号的带宽；则第l个距离单元的斜距r
l
的表达式为：r
l
＝(l
‑
1)δr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)步骤4.2，根据第l个距离单元的斜距r
l
，确定第l个距离单元上的散射点的俯仰角第l个距离单元上的散射点的俯仰角的表达式为：式(4)中，sin
‑1(
·
)表示反正弦函数，h表示载机飞行高度，r
e
＝4/3r
e
表示地球等效半径，r
e
为地球真实半径；步骤4.3，根据第l个距离单元上的散射点的俯仰角和多波束形成的角度范围，确定对第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据x
l
进行阵元加权fft的q个归一化空间频率值，q的大小和机载雷达天线的阵元数n相等；假设多波束形成的角度范围为[π
‑
θ
max
,θ
max
]，其中θ
max
为形成多波束的波束中心指向的最大方位角；对第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据x
l
进行阵元加权fft的q个归一化空间频率值的表达式为：4.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，步骤5的具体过程为：步骤5.1，根据步骤4得到的归一化空间频率值和步骤2得到的阵元fft加权系数矢量β，确定第l个距离单元的n
×
k维阵元
‑
脉冲维数据的阵元fft加权变换矩阵f
l
，其表达式为：步骤5.2，使用阵元fft加权变换矩阵f
l
对第l个距离单元的阵元
‑
脉冲维数据x
l
进行阵元域加权fft变换，得到第l个距离单元波束
‑
脉冲维回波数据y
l
，表达式为：式(7)中，(
·
)
h
表示共轭转置操作。
5.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，步骤7的具体过程为：步骤7.1，根据机载雷达飞行的加速度a及其它雷达参数，得到散射点的时域导向矢量b
q
，通过散射点的时域导向矢量b
q
，确定对第l个距离单元、第q个波束的k
×
1维杂波数据y
ql
的k
×
1维补偿矢量t
ql
；其中，散射点的时域导向矢量b
q
的表达式为：b
q
＝b
v,q
⊙
b
a,q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式(8)中，
⊙
表示hadamard积；表示hadamard积；其中，式(9)
‑
(11)中，v0表示载机飞行的初始速度，a表示载机飞行的加速度，λ
c
表示机载雷达发射信号的波长，t
r
表示机载雷达发射信号的脉冲重复周期，α表示机载雷达天线的安装角，θ
q
表示第q个波束的波束中心指向的方位角；对俯仰角为方位角为θ
q
的散射点的时域导向矢量b
q
中的二次项增量进行补偿的k
×
1维补偿矢量t
ql
步骤7.2，根据补偿矢量t
ql
对第l个距离单元、第q个波束的脉冲维回波数据y
ql
进行补偿，得到补偿后的脉冲维数据表达式为：6.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，步骤9的具体过程为：步骤9.1，根据第l个距离单元的所有q个波束的补偿后的脉冲维数据得到第l个距离单元的补偿后的波束
‑
脉冲维数据脉冲维数据步骤9.2，根据第l个距离单元的补偿后的波束
‑
脉冲维数据可以构建波束域补偿后的q
×
k
×
l维的波束
‑
脉冲
‑
距离域数据数据为数据在距离维的堆叠。
7.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，步骤10的具体过程为：对第l个距离单元的波束域补偿后波束
‑
脉冲维数据进行脉冲域加权fft变换，可以得到第l个距离单元波束
‑
多普勒域回波数据为其中，脉冲域fft变换矩阵为：式(16)中，m是多普勒通道数目，k是相干积累脉冲数，a
i
,i＝0,
…
,k
‑
1表示fft加权系数，表示第m个多普勒通道的归一化多普勒频率，表示为表示第m个多普勒通道的归一化多普勒频率，表示为表示第m个多普勒通道的归一化多普勒频率；对所有距离单元的波束
‑
多普勒域回波数据均进行脉冲域加权fft变换，可以得到波束
‑
多普勒
‑
距离域数据8.根据权利要求1所述的一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，其特征在于，步骤11的具体过程为：步骤11.1，构造第m个多普勒通道的空时降维矩阵，即：式(17)中，b
m
＝[γ
m
‑
1 γ
m γ
m+1
]表示时域降维矩阵；i
n
表示n
×
n维的单位阵，是空域降维矩阵；γ
m
表示脉冲域fft变换矩阵γ的第m列；对于第l个距离单元的波束
‑
多普勒域回波数据可将其整理为nk
×
1维矢量，即：用邻近第l个距离单元的p个训练单元的数据来估计第l个距离单元的杂波加噪声协方差矩阵，即：式(19)中，表示针对第l个距离单元的p个训练单元的数据中的第p个训练单元的数据；步骤11.2，构造目标导向矢量，即：式(20)中，表示kronecker积，为目标回波的归一化多普勒频率，为目标回波的
空间频率，表示目标空域导向矢量，为目标时域导向矢量，分别表示为：为目标时域导向矢量，分别表示为：为目标时域导向矢量，分别表示为：为目标时域导向矢量，分别表示为：式(21)
‑
(24)中，v表示载机飞行速度，θ0为目标方位角，为目标俯仰角，v
t
为目标径向速度，λ
c
为雷达发射信号波长，f
r
为脉冲重复频率，d为阵元间距。步骤11.3，对于第l个距离单元，第m个多普勒通道的数据可以进行空时降维自适应处理，得到降维后的搜索空时导向矢量，即：降维后的第l个距离单元，第m个多普勒通道的回波数据为：降维后的杂波加噪声协方差矩阵为：式(27)中，表示针对第l个距离单元的p个训练单元中第p个训练单元、第m个多普勒通道的回波数据；在保证目标信号增益不变的前提下，根据线性约束最小准则，计算第l个距离单元，第m个多普勒通道的空时自适应滤波器，表达式为：对第l个距离单元，第m个多普勒通道的回波数据可以降维自适应滤波输出为对波束
‑
多普勒
‑
距离域数据的所有距离单元和多普勒通道数据进行空时降维自适应处理，得到空时降维自适应处理后的剩余杂波数据z。
技术总结
本发明公开了一种波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制方法，确定机载雷达，机载雷达检测范围内存在目标，机载雷达向其检测范围内发射信号并经目标反射后接收到的回波信号，记为雷达原始回波数据矩阵；采用阵元域FFT产生多个不同指向的波束，此时每个波束序号对应一个天线锥角余弦值，可以在方位上分离信号；按照天线锥角与方位角的关系，对不同波束序号的数据进行不同补偿；对波束域补偿后的数据进行降维STAP处理，得到波束域补偿的匀加速机载雷达杂波抑制处理结果。本发明抑制方法能够减小载机飞行加速度对地面散射点回波的影响，提高杂波抑制性能。杂波抑制性能。杂波抑制性能。
技术研发人员：尚婷 许沁园 赵战战
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.06.08
技术公布日：2021/10/14