一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115015868A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210694592.6(22)申请日2022.06.17(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人王彤王京城(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230专利代理师刘长春(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图5页(54)发明名称一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法(57)摘要本发明公开了一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，涉及雷达信号处理技术领域，包括：设置线性排布的天线阵元，构成第一回波数据矩阵；获取天线阵元的回波信号的阵列孔径，将阵列孔径进行重叠子阵划分，获取子阵，并设置阵元数，并进行空域降维，构建第二回波数据矩阵；将第二回波数据变换到快时间频域，并划分成均匀的子带，并压缩，构建第三回波数据矩阵；基于第三回波数据矩阵，构建空时聚焦矩阵；处理每个子带的第三回波数据，获取聚焦处理的第三回波数据，并合成频带，并将频带变换到时域；选取多个聚焦处理的第三回波数据，构成样本，并估计协方差矩阵，获取空时自适应权，进行空时自适应滤波。本申请提高目标积累效率和杂波抑制水平。CN115015868ACN115015868A权利要求书1/3页1.一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，其特征在于，包括：设置N个线性均匀排布的天线阵元，获取N个所述天线阵元的回波信号的第一回波数据，构成第一回波数据矩阵；基于所述天线阵元，获取所述天线阵元的回波信号的阵列孔径，将所述阵列孔径进行均匀重叠子阵划分，获取Ns个子阵，设置所述子阵的阵元数，并进行空域降维，获取Ns个所述子阵的阵元的回波信号的第二回波数据，构建第二回波数据矩阵；将所述第二回波数据变换到快时间频域，并划分成均匀的K个子带，对每个所述子带进行频域的脉冲压缩，获取第三回波数据，构建第三回波数据矩阵；基于所述第三回波数据矩阵，构建空时聚焦矩阵；利用所述空时聚焦矩阵处理每个所述子带的第三回波数据，获取K个聚焦处理的第三回波数据；将K个所述聚焦处理的第三回波数据合成频带，并将所述频带变换到时域；选取多个所述聚焦处理的第三回波数据，构成样本，并估计协方差矩阵，获取空时自适应权，进行空时自适应滤波。2.根据权利要求1所述的一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，其特征在于，相邻所述天线阵元间距为d，相邻所述子阵的间距等于相邻所述天线阵元的间距。3.根据权利要求1所述的一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，其特征在于，设置所述子阵的阵元数的约束条件包括：基于所述子阵，获取所述子阵的回波信号的阵列孔径，所述子阵的回波信号阵列孔径渡越时间小于所述子阵的发射信号的时间分辨率，其表达式为：其中，Dmax为所述子阵的回波信号最大的孔列孔径渡越时间，Dmax＝(N1‑1)dcosψ/c，N1为所述子阵的阵元个数，d为阵元间距，cosψ为锥角余弦值，c为光速，B为所述天线阵元的回波信号的带宽。4.根据权利要求3所述的一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，其特征在于，设置所述子阵的阵元数的约束条件还包括：所述天线阵元的回波信号的带宽越大，每个所述子阵的阵元数越少。5.根据权利要求1所述的一种空域降维子带聚焦宽带STAP方法，其特征在于，所述构建空时聚焦矩阵的具体过程包括：宽带情况下，利用空间导向矢量表示所述子阵的阵元的回波信号在不同阵元上空间采样的相位延迟，所述空间导向矢量的表达式为：其中，ψ为锥角，f为信号频率，d为阵元间距，c为光速，N为阵元个数；对所述空间导向矢量的每一项使用傅里叶级数展开，将所述空间导向矢量的频率f和角度θ分离；则空间导向矢量的第n项的表达式为：2CN115015868A权利要求书2/3页其中，xn(f)为第n个空间采样点仅与频率相关的线性相位，Jz(xn)为第一类Bessel函数，z为第一类Bessel函数的阶数，第一类Bessel函数第z阶的表达式为采用有限次数求和的形式表达所述空间导向矢量的第n项，其表达式为：根据第一类Bessel函数的性质，将所述空间导向矢量的第n项采用1到L的求和形式表达，其表达式为：其中，Z为第一类Bessel函数的阶数，取值为正整数；定义一个角度分量函数pz(ψ)将所述空间导向矢量利用第一类Bessel函数矩阵和角度分量函数矩阵表达，其表达式为：a(f,ψ)≈A(f)p(ψ)；其中，A(f)是一个N×(Z+1)维的Bessel函数矩阵；p(ψ)是一个Z+1维的角度分量列矢量；Tp(ψ)＝[1p1(ψ)...pZ(ψ)]；所述空间导向矢量可以表示为：归一化的多普勒频率表示为：其中，Tr为脉冲重频；时域导向矢量表示为：M为脉