【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于雷達
，具體涉及機載雷達近程雜波抑制方法，可用于對天線陣面進行DOA估計并結合陣面俯仰方向的自由度對近程雜波進行抑制，提高STAP處理對非正側視陣近程雜波的抑制性能。
技術介紹
機載預警雷達以其快速靈活地機動預警能力受到越來越多國家的青睞，其核心任務是在雜波和干擾存在的背景環境中快速探測并跟蹤感興趣的目標。機載正側視陣雜波呈現空時二維耦合特性，此時雜波譜沿斜直線分布。也就是雜波的錐角余弦和多普勒頻率滿足線性關系，而且各個距離門的雜波譜不隨距離變化，在距離上近似為平穩的。這種情況下，空時自適應處理過程中可以從待處理距離-多普勒單元周圍獲得足夠的訓練樣本估計協方差矩陣，進而訓練自適應權矢量對雜波和干擾進行抑制。這種雜波抑制方法已經比較成熟。由于實際情況下，天線陣面往往不滿足正側視陣的條件，對于非正側視陣天線，近程雜波多普勒頻率隨距離的變化較快，呈現出較強的距離非平穩特性，其距離多普勒譜形狀為斜橢圓。前視陣是非正側視陣的一種特殊情況，其距離多普勒譜形狀為正橢圓。若存在距離模糊，同一距離單元近程雜波與遠程雜波的主瓣是不重合的。非正側視陣近程雜波的距離非平穩性使近程雜波的二維雜波譜在距離上不能滿足同分布的條件。如果利用這些非同分布的距離單元作為訓練單元訓練自適應權值，其自適應處理形成的凹口在深度和空間位置上與實際雜波不能完全匹配，從而使雜波的抑制效果不理想。針對近程雜波在距離上的非平穩特性，前人...
【技術保護點】
一種基于ESPRIT算法的機載雷達近程雜波抑制方法，包括如下步驟：（1）依據Ward雜波模型，仿真得到機載雷達前視陣天線四維雜波數據XN×M×P×L，其中N為俯仰向陣元個數，M為方位向陣元個數，P為脈沖數，L為距離門數；（2）利用旋轉不變子空間算法即ESPRIT算法，依次對前視陣天線四維雜波數據XN×M×P×L中的每個距離門在俯仰方向進行波達方向估計即DOA估計，得到天線陣列流形矩陣A(θ),θ∈[0，90°]：（2a）取前視陣天線四維雜波數據XN×M×P×L中第l個距離門對應的第m個方位陣元第p個脈沖俯仰快拍列矢量xmpl作訓練樣本，計算俯仰協方差矩陣Rl：Rl=1M×PΣm=1MΣp=1PxmplxmplH其中，Η為共軛轉置運算符號；（2b）對俯仰協方差矩陣Rl進行特征分解，得到信號子空間Us：Rl=Σi=1NλieieiH=UsΣsUsH+UNΣNUNH其中，ei為單位向量，Σs和ΣN分別為信號和噪聲對應的單位矩陣，λi為俯仰協方差矩陣Rl特征分解后得到的特征值，Us是俯仰協方差矩陣Rl特征分解...
【技術特征摘要】
1.一種基于ESPRIT算法的機載雷達近程雜波抑制方法，包括如下步驟：
（1）依據Ward雜波模型，仿真得到機載雷達前視陣天線四維雜波數據
XN×M×P×L，其中N為俯仰向陣元個數，M為方位向陣元個數，P為脈沖數，L為
距離門數；
（2）利用旋轉不變子空間算法即ESPRIT算法，依次對前視陣天線四維雜
波數據XN×M×P×L中的每個距離門在俯仰方向進行波達方向估計即DOA估計，得
到天線陣列流形矩陣A(θ),θ∈[0，90°]：
（2a）取前視陣天線四維雜波數據XN×M×P×L中第l個距離門對應的第m個方
位陣元第p個脈沖俯仰快拍列矢量xmpl作訓練樣本，計算俯仰協方差矩陣Rl：
R l = 1 M × P Σ m = 1 M Σ p = 1 P x mpl x mpl H ]]>其中，Η為共軛轉置運算符號；
（2b）對俯仰協方差矩陣Rl進行特征分解，得到信號子空間Us：
R l = Σ i = 1 N λ i e i e i H = U s Σ s U s H + U N Σ N U N H ]]>其中，ei為單位向量，Σs和ΣN分別為信號和噪聲對應的單位矩陣，λi為俯
仰協方差矩陣Rl特征分解后得到的特征值，Us是俯仰協方差矩陣Rl特征分解得
到的信號子空間，UN是俯仰協方差矩陣Rl特征分解得到的噪聲子空間；
（2c）將前視陣天線陣面沿俯仰方向分成兩個結構相同的子陣1和子陣2，
并將子陣1對應的信號子空間定義為Us1，將子陣2對應的信號子空間定義為
Us2，它們的表達式為：
Us1=Us(1:N-1,1:N)
Us2=Us(2:N,1:N)
（2d）由ESPRIT算法原理可知兩個信號子空間Us1和Us2滿足式：
\tUs2=ΨlUs1，其中Ψl為陣列旋轉不變關系矩陣，采用最小二乘法求解；
（2e）對陣列旋轉不變關系矩陣Ψl進行特征分解，得到特征矢量矩陣Tl即
Tl=eig(Ψl)，此時第l個距離門天線陣列流形矩陣Al(θ)=Us×Tl。
（3）利用天線陣列流形矩陣Al(θ)，得到近程雜波俯仰向導向矢量S(θ1)和
遠程雜波俯仰向導向矢量S(θ2)分別為：S(θ1)=Al(θmax)，S(θ2)=Al(θmin)，其
中，θmax為近程雜波對應的俯仰角，θmin為遠程雜波對應的俯仰角。
（4）將近程雜波俯仰向導向矢量S(θ1)約束為0，將遠程雜波俯仰向導向矢
量S(θ2)約束為1，得到第l個距離門對應的俯仰向自適應權矢量Wl第l個距離門俯仰向自適應權矢量Wl滿足以下約束條件：
W l H S ( θ 1 ) = 0 W l H S ( θ 2 ) = 1 ]]>對上式求解得：
W l H = 0 1 S ( θ 1 ) S ( θ 2 ) + ]]>其中，[]+表示廣義求逆運算符號；
（5）利用權矢量Wl對第l個距離門對應的第m個方位陣元的第p個脈沖俯
仰快拍列矢量xmpl進行俯仰向匹配濾波處理，得到濾波后的雜波數據 x ^ mpl = W l H x mpl ; ]]>（6）重復步驟（5），直到第l個距離門對應的M個方位陣元的P個脈沖雜
波數據XN×M×P,l完成俯仰向匹配濾波處理，得到濾波后的雜波數據XM×P,l；
（7）重復步驟（2）～（6），對其它距離門進行俯仰濾波，得到俯仰濾波后
的雜波數據XM×P×L，再對該雜波數據XM×P×L在脈沖域作FFT變換，得到新的雜
波數據（8）將新的雜波數據中第p個多普勒通道對應的雜波數據進行空
時自適應STAP處理，得到STAP處理后的剩余雜波數據（9）重復步驟（8），直到所有多普勒通道都完成處理為止，得到所有多普
勒通道對應的剩余雜波數據2.根據權利要求1所述的基于ESPRIT算法的機載雷達近程雜波抑制方法，
其中所述步驟（2）中采用最小二乘法求解陣列旋轉不變關系矩陣Ψl，按如下公
式進行計算：
U s 2 = Ψ l U s 1 ⇒ min | | Δ U s 2 | | 2 Ψ l U s 1 = U s 2 + Δ U s 2 ]]>?????????1）
⇒ min ( f ( Ψ l ) ) = min | | Δ U s 2 | | 2 = min | | Ψ l U s 1 - ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王彤，陳云飛，同亞龍，吳建新，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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