专利名称：前视阵列雷达的俯仰-慢时间空时二维自适应处理方法
技术领域：
本发明属于雷达技术领域，涉及一种利用阵列俯仰维自由度和慢时间维自由度进行空时二维自适应处理的方法，可用于机载前视阵列雷达杂波抑制，并可以获得较好的改善因子，提高机载雷达杂波抑制的能力。
背景技术：
由于机载雷达架设在高空飞行的飞机上，其优越性能是地基雷达无法比拟的。但在雷达下视工作时，其杂波分布范围广，强度大，而且由于不同方向的地杂波对于机载的速度各异，从而使杂波谱大大扩展，杂波呈现出很强的时空耦合性，从而严重的影响了检测性能。有效地抑制地杂波是机载雷达下视工作的难题，相控阵雷达能同时形成多个波束，且波束可灵活控制，基于相控阵的这些优点，人们提出了空时二维自适应的方法来抑制机载强 杂波。机载远程战场侦察雷达和机载火控雷达大多都采用前视阵模式，前视阵列雷达空时二维自适应处理时面临着非均匀杂波，在这种情况下要有效的抑制杂波是一个非常困难的问题，特别是当近距离探测时，雷达波束下视角较大，各个距离单元的杂波统计特性与俯仰角相关，这种杂波统计特性所导致的杂波非均匀性在近距离时更为严重。要保证较好的空时二维自适应处理性能就需要对这些非均匀杂波进行补偿。针对前向阵雷达杂波特别是近程杂波由距离相关性引起的非均匀问题，Borsari等人提出了一种多普勒频移法，这种多普勒频移法属于多普勒一维平移，虽然实现简单，但在雷达天线阵面的偏置角较大时，性能损失很大。近年来，平面阵俯仰维被引入到空时二维自适应处理中用于解决杂波非均匀问题，进而产生了三维空时自适应处理。三维空时自适应处理可以获得较好的杂波抑制性能，但三维空时自适应处理运算量太大，很难做到实时处理。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种前视阵列雷达的俯仰-慢时间空时二维自适应处理方法，以减小自适应处理的运算量，提高杂波抑制的性能。实现本发明目的的技术思路是利用机载前视阵列雷达杂波多普勒频率和俯仰空域频率的二维耦合关系，实现杂波在俯仰维和慢时间维的二维抑制，其实现步骤包括如下I. 一种前视阵列雷达的俯仰-慢时间空时二维自适应处理方法，包括如下步骤(I)在机载前视平面相控阵雷达中，设计天线阵面使其与水平地面有一倾角a，0<a<90°，阵面经过行合成后形成沿俯仰方向的N元等距离线阵接收地面回波信号；(2)对上述阵列接收的地面回波信号进行采样，获得第p个阵元第q个脉冲在第I距离单元的采样数据Xm(I)，其中，P=I, 2，…N，N为俯仰方向阵元数，q=l, 2，…K，K为脉冲数；(3)将上述采样数据Xpq(I)排列成NKX I维空时二维采样数据矢量X(I)；
(4)对空时二维采样数据矢量X(I)进行多普勒频移补偿，补偿后的数据矢量Y(I)为Y(I)=T1hX(I),其中[]H为共轭转置操作，T1为补偿矩阵
权利要求
1.一种前视阵列雷达的俯仰-慢时间空时二维自适应处理方法，包括如下步骤 (1)在机载前视平面相控阵雷达中，设计天线阵面使其与水平地面有一倾角a，0〈 a〈90°，阵面经过行合成后形成沿俯仰方向的N元等距离线阵接收地面回波信号； (2)对上述阵列接收的地面回波信号进行采样，获得第p个阵元第q个脉冲在第I距离单元的采样数据xM(l)，其中，p=l，2，…N，N为俯仰方向阵元数，q=l, 2,…K，K为脉冲数； (3)将上述采样数据Xm(I)排列成NKXI维空时二维采样数据矢量X(I); (4)对空时二维采样数据矢量X(I)进行多普勒频移补偿，补偿后的数据矢量Y(I)为 Y ⑴=T1hX(I), 其中[]H为共轭转置操作，T1为补偿矩阵
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述步骤(3)中将采样数据Xm(I)排列成NKXl维采样数据矢量X (I)，按如下步骤进行 (3a)将所有阵元在第q个脉冲的采样数据Xm(I)排成第q个脉冲的数据矢量Xq
3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述步骤(5)中用多普勒频移补偿后的数据Y(I)进行空时二维自适应处理，是用多普勒频移补偿后的数据Y(I)估计待检测单元的杂波协方差矩阵4
4.根据权利要求I所述的方法，其中，所述步骤(5)中求得空时二维自适应处理的最优权值Wtjpt，是通过如下公式进行
全文摘要
本发明公开了一种前视阵列雷达的俯仰-慢时间空时二维自适应处理方法，主要解决现有技术对强杂波抑制效果差的问题。其实现过程是1)把整个平面阵列划分成若干行子阵，经过行合成等效得到一个沿俯仰方向的等距线阵；2)对等效线阵的回波数据进行采样；3)将处理器接收的单个距离单元空时采样数据排成矢量形式；4)计算该距离单元的多普勒补偿矩阵，对该距离单元的数据矢量进行多普勒频移补偿；5)用多普勒频移补偿后的数据估计待检测单元杂波协方差矩阵，计算空时二维自适应处理最优权，得到处理后系统的输出数据。本发明滤波后获得的改善因子优于传统方位—慢时间空时二维自适应处理，可用于抑制前视阵列雷达的强杂波。
文档编号G01S7/36GK102798842SQ201210245519
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者刘峥, 陈熠, 谢荣, 张磊, 严湘南, 张伦 申请人:西安电子科技大学