本發(fā)明屬于雷達電子對抗，尤其涉及一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法及裝置。

背景技術：

1、距離模糊是雷達系統(tǒng)常常要面對的問題，已知距離模糊是由于雷達接收的回波脈沖在時間上相差整數(shù)倍的脈沖周期引起的。對于正側式雷達，由于不同距離門的方位-多普勒分布曲線重合，即模糊的距離門之間的雜波譜線是重合的，因而至少在stap(空時自適應處理的角度)來說是容易解決的。但是，隨著雷達技術的發(fā)展，非正側面陣距離模糊問題越來越引起重視。

2、對于非正側面陣雷達，近程的雜波具有強烈的距離依賴性，即不同距離門對應的雜波譜不再重合，也稱為距離非均勻性。針對近程的距離依賴性雜波補償，已經有了許多方法，比較典型的有多普勒補償法，角度多普勒補償法，導數(shù)更新法，雜波注冊法，以及自適應的角度多普勒補償法。當沒有距離模糊時，這些方法能夠獲得期望的雜波補償性能。但是，當存在距離模糊的，這些方法在補償近程的距離模糊雜波的同時，會導致原先遠程的距離近似均勻雜波出現(xiàn)距離依賴性。這些方法在存在距離模糊時無法應用，需要一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法及裝置。

3、通過上述分析，現(xiàn)有技術存在的問題及缺陷為：已有的解決距離模糊方法主要是以俯仰三維自適應處理為前提的，即在俯仰維形成凹口來將近程距離模糊雜波抑制掉。這樣做雖然很夠獲得好的性能，但是其所帶來的計算負擔是實際中的雷達信號處理設備所不能承受的。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法及裝置。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法，包括以下步驟：

3、步驟1，估算模糊的距離門對應的俯仰角余弦；

4、步驟2，方位角θ從0～π之間采樣q個點，θ＝[θ1,θ2,θ3...,θp]，q≥2nk，n為接收通道數(shù)，k為時域快拍數(shù)，即認為一個距離門有q個雜波散射點；

5、步驟3，估算每個模糊距離門對應的所有雜波點空間錐角；

6、步驟4，將第l距離門接收的數(shù)據x(l)轉換成一n行k列的新數(shù)據矩陣x'(n,k)；

7、步驟5，估算每一個距離門在每一個雜波點的幅度ai；

8、步驟6，對每一個距離門的協(xié)方差矩陣進行重構，得到整個距離門的雜波散射點空時導向矢量；

9、步驟7，若每個距離門對應的模糊總數(shù)為p，估計第l模糊距離門對應的第p個模糊雜波協(xié)方差矩陣r(l,p)；

10、步驟8，對第l距離門回波求出變換矩陣tl，滿足下式：

11、tlh(r(l,0)+r(l,1)+r(l,2)...+rl(l,p))tl＝r(l,1)+r(l,2)...+rl(l,p)；

12、步驟9，利用求出的各個變換矩陣對接收的數(shù)據x(l)nk×1進行變換；

13、步驟10，進行變換后的統(tǒng)計協(xié)方差矩陣估計r為：

14、

15、步驟11，對變換后的矩陣進行stap處理，采用3dt-stap處理，實現(xiàn)地面運動目標檢測。

16、進一步，步驟1中估算模糊的距離門對應的俯仰角余弦分別為：

17、

18、式中為俯仰角，l為距離門序號，p為l距離門對應的模糊距離數(shù)，h為載機高度，fs為采頻率，fr為重復頻率，c為光速，ru為該雷達的最大不模糊距離re為地球半徑。

19、進一步，步驟3中估算每個模糊距離門對應的所有雜波點空間錐角，如下：

20、

21、進一步，步驟4中距離門的空域協(xié)方差矩陣rs通過下式來進行估計：

22、

23、進一步，步驟5中每一個距離門在每一個雜波點的幅度ai通過下式來進行估算：

24、

25、進一步，步驟6中對每一個距離門的協(xié)方差矩陣通過下式進行重構:；

26、

27、得整個距離門的雜波散射點空時導向矢量為：

28、

29、進一步，步驟7中估計模糊距離門的雜波協(xié)方差矩陣r(l,p)：

30、

31、進一步，步驟8中對第l距離門回波求出變換矩陣tl，tl通過下式求出：

32、

33、

34、

35、

36、進一步，步驟9中利用求出的各個變換矩陣對接收的數(shù)據x(l)nk×1進行變換：

37、yl＝tlhx(l)。

38、本發(fā)明的另一目的在于提供一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法的非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償裝置，包括：

39、雜波點空間錐角估算模塊，用于估算模糊的距離門對應的俯仰角余弦；方位角θ從0～π之間采樣p個點，θ＝[θ1,θ2,θ3...,θp]，p≥2nk，n為接收通道數(shù)，k為時域快拍數(shù)，即認為一個距離門有p個雜波散射點；估算每個模糊距離門對應的所有雜波點空間錐角；

40、雜波點幅度估算模塊，用于將第l距離門接收的數(shù)據x(l)轉換成一n行k列的新數(shù)據矩陣x'(n,k)；估算每一個距離門在每一個雜波點的幅度ai；

41、雜波協(xié)方差矩陣估算模塊，用于對每一個距離門的協(xié)方差矩陣進行重構，得到整個距離門的雜波散射點空時導向矢量；估計模糊距離門的雜波協(xié)方差矩陣r(l,p)；

42、變換矩陣變換模塊，對第l距離門回波求出變換矩陣tl，滿足下式：

43、tlh(r(l,0)+r(l,1)+r(l,2)...+rl(l,p))tl＝r(l,1)+r(l,2)...+rl(l,p)；利用求出的各個變換矩陣對接收的數(shù)據x(l)nk×1進行變換；進行變換后的統(tǒng)計協(xié)方差矩陣估計r為：

44、

45、地面運動目標檢測模塊，用于對變換后的矩陣進行stap處理，采用3dt-stap處理，實現(xiàn)地面運動目標檢測。

46、結合上述的技術方案和解決的技術問題，本發(fā)明所要保護的技術方案所具備的優(yōu)點及積極效果為：

47、第一，針對對于非正側面機載陣列雷達近程的雜波具有強烈的距離依賴性，導致雜波抑制能力下降問題，本發(fā)明提出了一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法。該方法能夠在對近程雜波的距離依賴性進行補償?shù)耐瑫r，保正與之模糊的遠程距離門雜波譜線不變，即使近程模糊距離門與遠程距離門雜波譜譜線重合。仿真實驗驗證了本文方法的有效性。

48、該方法利用對近程雜波距離依賴性補償?shù)姆椒?，增加了對遠程距離門的保護約束。從而在進行stap之前將近程的距離模糊雜波抑制掉，能夠在存在距離模糊的條件下將地面運動目標檢測出來。主要保護內容是在不增加硬件俯仰維天線的前提下，實現(xiàn)對近程模糊雜波的抑制算法。

49、第二，本發(fā)明的技術方案填補了國內外業(yè)內技術空白：

50、本發(fā)明可顯著提升機載陣列雷達對近程距離模糊雜波的抑制能力，在不需要單獨增加俯仰維設備的前提下，實現(xiàn)精確的俯仰維數(shù)字導向矢量提取，增強對近程雜波的抑制。

51、第三，本發(fā)明提供的非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法通過一系列精確的數(shù)學模型和技術步驟，解決了機載陣列雷達在非正側視條件下遇到的近程模糊雜波依賴性問題，并獲得了顯著的技術進步。

52、解決的現(xiàn)有技術問題：

53、1.近程模糊雜波依賴性問題：在機載陣列雷達的實際應用中，特別是在非正側視條件下，近程模糊雜波常常導致雷達性能下降。這種方法通過精確計算每個模糊距離門對應的雜波點空間錐角和幅度，有效補償了雜波的不平穩(wěn)性，提高了雷達的抗干擾能力。

54、2.雜波協(xié)方差矩陣估計誤差：由于訓練樣本數(shù)目的限制，傳統(tǒng)方法往往難以準確估計雜波協(xié)方差矩陣，導致雜波抑制性能下降。本方法通過重構每個距離門的協(xié)方差矩陣，并結合空時導向矢量，有效提高了雜波協(xié)方差矩陣的估計精度。

55、3.地面運動目標檢測性能：由于近程模糊雜波的影響，地面運動目標的檢測性能常常受到限制。本方法通過stap處理，特別是3dt-stap處理，有效提高了地面運動目標的檢測性能，降低了虛警率和漏檢率。

56、獲得的顯著技術進步：

57、1.精確的雜波補償機制：本方法通過精確計算每個模糊距離門對應的雜波點空間錐角和幅度，實現(xiàn)了對近程模糊雜波的精確補償，顯著提高了雷達的抗干擾能力。

58、2.高效的協(xié)方差矩陣重構技術：通過重構每個距離門的協(xié)方差矩陣，并結合空時導向矢量，本方法有效提高了雜波協(xié)方差矩陣的估計精度，為后續(xù)的雜波抑制和地面運動目標檢測提供了有力支持。

59、3.優(yōu)化的地面運動目標檢測技術：通過采用3dt-stap處理，本方法實現(xiàn)了對地面運動目標的高效檢測，降低了虛警率和漏檢率，提高了雷達的整體性能。

60、4.適應性強：本方法不僅適用于非正側視條件下的機載陣列雷達，還可以推廣到其他類型的雷達系統(tǒng)中，具有較強的適應性和可擴展性。

61、綜上所述，該非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法通過精確的數(shù)學模型和技術步驟，解決了現(xiàn)有技術中的關鍵問題，并獲得了顯著的技術進步，為雷達技術的發(fā)展和應用提供了新的思路和方法。

62、第四，本發(fā)明提供了一種非正側機載陣列雷達近程模糊雜波依賴性補償方法，旨在有效處理和補償由于機載雷達非正側角度飛行時產生的雜波模糊問題。通過精確的雜波點空間錐角估算和協(xié)方差矩陣的重構，本方法顯著提高了雷達對地面移動目標的檢測能力，特別是在復雜地形中的性能表現(xiàn)。以下是本發(fā)明解決的技術問題和獲得的技術進步：

63、解決的技術問題：

64、1.雜波模糊問題：在非正側機載雷達操作中，因雷達視角和飛行路徑導致的雜波模糊嚴重影響雷達信號的質量和目標檢測效率。

65、2.雜波特性估計不準確：傳統(tǒng)方法在非正側飛行條件下往往無法準確估計雜波的空間分布和特性，導致雜波抑制不徹底。

66、3.動目標檢測能力弱：由于雜波影響，現(xiàn)有技術在近程區(qū)域對低速或小型地面運動目標的檢測能力較差。

67、獲得的顯著技術進步：

68、1.雜波點的精確空間錐角估算：通過對每個模糊距離門對應的雜波點空間錐角的精確估算，本發(fā)明方法能夠更準確地模擬雜波的空間分布，從而提高雜波抑制的效果。

69、2.空時協(xié)方差矩陣重構：通過重構每個距離門的協(xié)方差矩陣，并獲取整個距離門的雜波散射點空時導向矢量，本發(fā)明顯著提高了處理雜波的精度，尤其是對近程雜波的抑制。

70、3.3dt-stap處理：采用3d空時自適應處理技術，進一步提高了系統(tǒng)對地面運動目標的檢測能力，特別是在高雜波環(huán)境下的性能。

71、4.優(yōu)化目標檢測算法：通過引入高級變換矩陣和新的統(tǒng)計協(xié)方差矩陣估計方法，本發(fā)明有效地提升了目標檢測的準確性和雷達系統(tǒng)的整體性能。

72、本發(fā)明提供了一種高效且實用的解決方案，以克服非正側機載雷達在復雜環(huán)境下的雜波問題，顯著提高了雷達系統(tǒng)對地面移動目標的檢測能力，尤其適用于復雜地形和高雜波環(huán)境中的雷達操作。