基于降维稀疏重构空时谱的直接数据域动目标检测方法
【专利摘要】本发明公布了一种基于降维稀疏重构空时谱的直接数据域动目标检测方法。该发明首先将待检测样本空时采样数据通过时域快速傅里叶变换（FFT）转换到阵元—多普勒域，然后逐多普勒单元分别采用空域稀疏重构技术估计高分辨率二维角度—多普勒谱，最后在图像域基于先验知识辅助实现杂波抑制和动目标检测。本发明能有效抑制地海杂波实现慢动目标检测，且运算量小易于工程实施。
【专利说明】基于降维稀疏重构空时谱的直接数据域动目标检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机载雷达杂波抑制技术，研究基于信号稀疏重构技术直接利用检测样本数据进行目标检测的高效空时自适应处理(STAP )方法。
【背景技术】
[0002]机载雷达下视工作，地杂波频谱宽、强度大，因此对杂波进行有效抑制是提高机载雷达探测性能的重要手段。空时自适应处理(STAP)在二维平面联合设计自适应滤波器，能有效抑制杂波和有源干扰，是新一代预警机雷达的核心技术。但STAP作为一种统计自适应处理算法，其性能只有在杂波满足独立同分布(IID)条件下才能充分发挥。
[0003]机载雷达实际工作环境受地形起伏、阵面构型等多种因素影响，其杂波分布必然呈现非均匀特性。非均匀检测器、杂波谱补偿等方法是改善杂波非均匀特性的有效手段，但增加的处理流程加剧了 STAP算法复杂度，进而限制了 STAP的工程应用。T.Sarkar以孤立干扰滤除为核心概念，提出了仅用待检测单元为样本滤除其中干扰和杂波的直接数据域方案(DDD)，其性能在系统误差下会急剧恶化。但DDD方案有效消除了各种非均匀现象对STAP算法的性能影响，取消了对杂波协方差矩阵的限制，且各检测单元能并行处理，适合工程实施。
[0004]STAP杂波抑制的核心思想是基于杂波与待检测目标在角度-多普勒域的不同分布轨迹，但常规FFT变换得到的二维谱分辨率较差，限制了对慢速目标的检测。有文献提出了采用稀疏重构技术直接获得检测单元高分辨率二维谱的数据域STAP方案，但在全空时域构建一组超完备基反演杂波与目标信号的反射强度，其运算量目前无法实时处理。因此，本发明研究了一种高效的直接数据域STAP方案，该方案通过时域将维，在阵元-多普勒域稀疏重构高分辨率二维谱，进而在图像域实现杂波抑制和目标检测。
【发明内容】
[0005]本发明目的是针对现有技术的缺陷，克服了各种非均匀现象对STAP算法性能的影响和STAP算法运算量大无法实时处理的难题，提出了一种基于降维稀疏重构空时谱的高效直接数据域动目标检测方法。
[0006]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0007]本发明首先将待检测样本空时采样数据通过时域快速傅里叶变换(FFT)转换到阵元一多普勒域，然后逐多普勒单元分别采用空域稀疏重构技术估计高分辨率二维角度一多普勒谱，最后在图像域采用距离增长算法提取杂波与目标信息并基于先验知识辅助实现杂波抑制和动目标检测。
[0008]一种基于降维稀疏重构空时谱的直接数据域动目标检测方法，包括如下步骤:
[0009]1.时域快速傅里叶变换(FFT)
[0010]假定机载雷达接收天线为N个阵元，间距为半波长的均匀线阵。一次相干处理间隔内时域脉冲数为K，则第I个距离单元接收信号X1为:
【权利要求】
1.一种基于降维稀疏重构空时谱的直接数据域动目标检测方法，其特征在于包括如下步骤: 1.时域快速傅里叶变换(FFT) 假定机载雷达接收天线为N个阵元，间距为半波长的均匀线阵，一次相干处理间隔内时域脉冲数为K，则第I个距离单元接收信号X1为:
2.空域稀疏重构 经时域FFT后，对阵元-多普勒域数据逐多普勒单元进行空域稀疏重构即可获得高分辨的二维角度-多普勒谱；第i个多普勒单元输出信号Sd1」可表示为:
3.杂波与动目标信息提取 对二维稀疏重构空时谱在无杂波的清晰区估计噪声平均功率S ^ ;考虑雷达待检测目标信噪比一般不小于13dB，本发明设定门限值
4.知识辅助动目标检测 提取杂波和目标信息后，为降低运算量采用两级级联方案首先剔除连续分布杂波，进而根据杂波先验分布知识剔除不连续稀疏杂波，剰余信息即对应待检测动目标；假定提取的不同信息块为Bk，定义Bk对应的区域大小为
【文档编号】G01S7/41GK103454624SQ201310432070
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】沈明威, 王杰 申请人:河海大学