技术特征：
1.一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述杂波抑制方法包括：步骤1、通过对每个发射单元的子脉冲进行编码，以自动扫描形成高增益波束图，并利用预设参数调整波束覆盖范围至预设区域，其中，emfspc阵列结构共包括m
×
n个发射单元；步骤2、根据所述子脉冲占据所述预设区域中不同的距离频带，利用对应的带通滤波器得到匹配滤波后的回波信号y
ink
(t,t
k
)；步骤3、在提取每个所述子脉冲的回波信号后，采用杂波对齐技术对齐多普勒频谱中心，以得到对齐处理后的整体回波数据矢量步骤4、利用扩展滤波自适应降维stap处理对所述整体回波数据矢量进行处理得到stap滤波器的输出以对杂波进行抑制和目标检测。2.根据权利要求1所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1、根据第m个发射单元的第i个子脉冲和调制权重得到第m个发射单元的第i个子脉冲的发射信号；步骤1.2、根据所有发射单元的第i个子脉冲得到第i个子脉冲在仰角φ处发射的总信号；步骤1.3、根据第i个子脉冲在仰角φ处发射的总信号的编码导向矢量和仰角空间导向矢量得到所述高增益波束图。3.根据权利要求2所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述第i个子脉冲表示为：
·
exp(jπμ(t-δτ
i
)2)其中，t为快时间，rect(x)为包络函数，δτ
i
＝(i-1)t
δ
为第i个所述子脉冲与第一个所述子脉冲的时延，i＝1,2,
…
,p，t
δ
、t
sp
、μ分别为子脉冲间隔、子脉冲持续时间和调频率，δf
i
为与第一个子脉冲相关的第i个子脉冲的频率偏移，且δf
i
＝(i-1)δf，δf为两个相邻所述子脉冲的频率增量；所述调制权重表示为：其中，为调制相位，m
γ
为偏移因子，m
γ
≥2，i0为一个实数；所述第m个发射单元的第i个子脉冲的发射信号表示为：s
m,i
(t)＝u
i
(t)
·
χ
m
(δτ
i
)所述第i个子脉冲在仰角φ处发射的总信号表示为：
其中，(
·
)
t
为矩阵转置，λ
i
＝c/(f
c
+δf
i
)为第i个子脉冲的波长，f
c
为载波频率，d为阵元间距，a(φ)为仰角空间导向矢量，d(δτ
i
)为编码导向矢量；所述高增益波束图表示为：其中，a(φ)为仰角空间导向矢量，d(δτ
i
)为编码导向矢量。4.根据权利要求3所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述预设参数包括第i个子脉冲的瞬时波束指向、偏移因子、近端仰角、远端仰角、左一阶模糊角度和右一阶模糊角度；所述emfspc阵列结构遵循主瓣波束排列准则、波束覆盖准则和分离模糊性准则；其中：所述遵循主瓣波束排列准则为：当高增益波束图p
e
(φ,i)得到峰值时，主瓣波束将指向相应的方向，所述高增益波束图p
e
(φ,i)的峰值的条件为：
其中，z为一个整数；第i个子脉冲的瞬时波束指向表示为：当i＝i0+1时可以得到φ＝0，代表着i0的功能是调整第一个子脉冲的波束指向；所述高增益波束图p
e
(φ,i)达到其半功率点的条件为：所述高增益波束图p
e
(φ,i)的正半功率点和负半功率点表示为：所述正半功率点与第i个子脉冲相关的主瓣波束宽表示为：阵列法向上的主瓣波束宽度表示为：主瓣杂波的最小仰角空间频率差表示为：其中，f
a,i
(
·
)为高程空间频率；所述偏移因子满足的约束条件为：
所述波束覆盖准则为：基于远端仰角φ
far
和近端仰角φ
near
建立以下标准：基于所述标准，有不等式约束，所述不等式约束为：基于所述不等式约束得到覆盖预设区域的最小子脉冲数；所述分离模糊性准则为：仰角空间频率为：其中，为左一阶模糊角度，为右一阶模糊角度；两个相邻的发射信号子脉冲之间的频率增量δf不小于子脉冲的带宽，即：δf≥b
sp
其中，b
sp
为每个子脉冲的距离-频率带宽，b
sp
＝μt
sp
，t
sp
为子脉冲持续时间。5.根据权利要求1所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1、第n个接收通道的第k个脉冲，从第i个发射子脉冲收集回波信号y
ink
(t,t
k
)；步骤2.2、对所述回波信号y
ink
(t,t
k
)进行下变频处理，得到下变频处理后的回波信号y
ink
(t,t
k
)；步骤2.3、将下变频处理后的回波信号y
ink
(t,t
k
)转换到距离-频率域，得到回波信号y
ink
(f
r
,t
k
)；步骤2.4、将匹配滤波器h
match
(f
r
)应用于所述回波信号y
ink
(f
r
,t
k
)，并对距离频率变量f
r
进行逆fft处理，得到匹配滤波后的回波信号y
ink
(t,t
k
)。6.根据权利要求5所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，从第i个发射子脉冲收集的回波信号y
ink
(t,t
k
)表示为：其中，ρ
lq
为反向散射系数，s
m,i
(t)为第m个发射单元的第i个子脉冲的发射信号，t为快时间，δτ
i
为第i个所述子脉冲与第一个所述子脉冲的时延，f
c
为载波频率，t
k
为慢时间，k＝
1,
…
,k，δ(t)为脉冲函数，*为卷积算子，τ
t,m
为第m个发射单元在k个脉冲处的时间延迟，τ
r,n
为第n个接收单元在k个脉冲处的时间延迟；所述下变频处理后的回波信号y
ink
(t,t
k
)表示为：其中，δf
i
为与第一个子脉冲相关的第i个子脉冲的频率偏移，τ
l
为时间延迟，t
sp
为子脉冲持续时间，μ为子脉冲间隔，f
a,i
(φ
l
)为仰角空间频率，φ
l
为在r
l
处的仰角，r
l
为倾斜范围，f
γ
(δτ
i
)为编码频率，f
r,i
(ψ
lq
)为接收空间频率，f
d,i
(β
lq
)为归一化的多普勒频率；所述回波信号y
ink
(f
r
,t
k
)表示为：其中，b
sp
＝μt
sp
；所述匹配滤波器h
match
(f
r
)表示为：所述匹配滤波后的回波信号y
ink
(t,t
k
)表示为：
其中，为脉冲压缩后复振幅，ξ
lq
为复振幅，p
e
(φ
l
,i)为高增益波束图。7.根据权利要求6所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1、重新排列所述匹配滤波后的回波信号y
ink
(t,t
k
)，并且获得第i个子脉冲的杂波空时快拍矢量y
i
；步骤3.2、根据同一接收单元内所有的杂波块的回波信号相互重叠，得到第i个子脉冲处的第l个接收单元的杂波数据矢量c
il
；步骤3.3、获取移动目标的回波数据快拍s
il
；步骤3.4、根据所述杂波数据矢量c
il
、所述回波数据快拍s
il
和白高斯分布噪声n
il
得到整体回波数据矢量x
il
；步骤3.5、采用杂波对齐技术对齐整体回波数据矢量x
il
的多普勒频谱中心，以得到对齐处理后的整体回波数据矢量8.根据权利要求7所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述杂波空时快拍矢量y
i
表示为：其中，n＝1,
…
,n，k＝1,
…
,k,为kronecker积，a
r
(f
r,i
(ψ
lq
))为接收空间导向矢量，b(f
d,i
(β
lq
))为时间导向向量；所述杂波数据矢量c
il
表示为：
其中，n
c
为单个接收单元内杂波块的总数；所述回波数据快拍s
il
表示为：其中，ε0为复振幅，为目标空时导向矢量，f
dt,i
(β0,v0)＝(2vcos(β0)+2v0)/(λ
i
·
f
prf
)，v为平台飞行速度，f
prf
为脉冲重复频率，ψ0为阵列圆锥角，β0为多普勒锥角，v0目标沿径向的移动速度；所述整体回波数据矢量x
il
表示为：x
il
＝c
il
+s
il
+n
il
所述对齐处理后的整体回波数据矢量表示为：其中，δf
d,il
为第l个接收单元的多普勒频率偏差。9.根据权利要求1所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤4.1、采用脉冲滑窗技术，沿脉冲维将所述整体回波数据矢量分为第一脉冲组的回波数据矢量第二脉冲组的回波数据矢量和第三脉冲组的回波数据矢量步骤4.2、基于对应的回波数据矢量和第个多普勒单元的时间权重矢量经过多普勒滤波后得到空时数据矢量步骤4.3、结合所有脉冲组的空时数据矢量得到扩展f$a的降维快拍矢量步骤4.4、根据所述降维快拍矢量和扩展f$a的权重矢量得到第个多普勒单元的第l个接收单元的stap滤波器的输出完成杂波的抑制和目标检测。10.根据权利要求9所述的基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，其特征在于，所述回波数据矢量所述回波数据矢量和所述回波数据矢量分别表示为：分别表示为：分别表示为：
其中，i
n(k-2)
为n(k-2)
×
n(k-2)维单位矩阵，为全零矢量，为实数域；所述空时数据矢量表示为：其中，i
n
为n
×
n维单位矩阵，为第个多普勒单元的时间权重矢量，为第g脉冲组的回波数据矢量；所述降维快拍矢量表示为：所述stap滤波器的输出表示为：其中，其中，为降维样本协方差矩阵，为降维权重矢量。
技术总结
本发明公开了一种基于多频子脉冲编码阵列的杂波抑制方法，包括：通过对每个发射单元的子脉冲进行编码，自动扫描形成高增益波束图，利用预设参数调整波束覆盖范围至预设区域；根据子脉冲占据预设区域中不同的距离频带，利用对应的带通滤波器得到匹配滤波后的回波信号；在提取每个子脉冲的回波信号后，采用杂波对齐技术对齐多普勒频谱中心，以得到对齐处理后的整体回波数据矢量；利用扩展滤波自适应降维STAP处理对所述整体回波数据矢量进行处理得到STAP滤波器的输出。本发明利用EMFSPC阵列系统的多频子脉冲扫描特性，收集来自不同距离区域的模糊回波，并在频域中对其进行区分，最后再利用扩展F$A降维STAP方法，以实现最终的杂波消除和目标检测。终的杂波消除和目标检测。终的杂波消除和目标检测。
技术研发人员：贺雄鹏 全英汇 高英杰 廖桂生 朱圣棋 许京伟 朱江 刘宝宝
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/8/12