基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105372635A(43)申请公布日2016.03.02(21)申请号201510801594.0(22)申请日2015.11.19(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人冀振元衣春雷谢俊好袁业术(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人杨立超(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法(57)摘要本发明是基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法，属于杂波抑制领域。本发明为了解决现有技术自适应处理算法计算量大，杂波抑制效果差的问题，进而提出了一种基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法。具体步骤包括：步骤一、对高频地波雷达回波基带信号进行距离变换和多普勒变换形成距离单元和多普勒单元数据；步骤二、利用MUSIC算法对任一距离单元和任一多普勒单元数据进行方位向处理；步骤三、对通过MUSIC算法处理后的数据进行降维空时自适应处理抑制海杂波。本发明用于杂波抑制领域。CN105372635ACN105372635A权利要求书1/1页1.一种基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法，其特征在于，所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、对高频地波雷达回波基带信号进行距离变换和多普勒变换形成距离单元和多普勒单元数据；步骤二、利用MUSIC算法对任一距离单元和任一多普勒单元数据进行方位向处理；对于任一距离单元和任一多普勒单元，遍历方位角[0°,180°]，角度间隔为3°，计算不同方位角的输出值PMUSIC(φ0)其中φ0代表方位角；U是任一距离单元和任一多普勒单元的天线阵元数据的协方差矩阵经过特征分解得到的噪声子空间矩阵，上角标H代表共轭转置；是空间导向矢量，其中d是阵元间距，λ是波长，上角标T代表转置，N是天线阵元数目，j2＝-1；步骤三、对通过MUSIC算法处理后的数据进行降维空时自适应处理抑制海杂波。2.根据权利要求1基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法，其特征在于，所述的噪声子空间矩阵U通过以下步骤实现：对于任一距离单元和任一多普勒单元，不同天线阵元的数据d定义为Td＝[d1,d2,…,dN](1)根据公式(1)得到协方差矩阵R0为HR0＝dd(2)噪声子空间矩阵U由协方差矩阵R0中最小的Nn个特征值的特征向量构成。3.根据权利要求1基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法，其特征在于，所述的步骤三对通过MUSIC算法处理后的数据进行降维空时自适应处理抑制海杂波步骤如下：降维空时自适应处理抑制海杂波，公式如下：-1其中w＝Rs0，w为自适应权向量，r0是感兴趣的距离单元，L是感H兴趣距离单元r0两侧的距离单元数，x(r)是局域处理单元LPR对应的列向量；s0＝Ts，其中f-1，f0，f1是LPR中连续的多普勒频率，φ-1，φ0，φ1是连续的方位角，h是M×1汉宁窗，⊙表示Hadamard乘积，表示克罗内克积。2CN105372635A说明书1/5页基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法技术领域[0001]本发明涉及杂波抑制领域，具体涉及基于改进的降维空时自适应处理的船载高频地波雷达海杂波抑制方法。背景技术[0002]高频地波雷达的工作频率为3-30MHz，能够发射垂直极化电磁波，而且这个频段的电磁波能够以比较小的传播衰减沿着海面传播。高频地波雷达对海面目标和低空目标具有超视距检测盒跟踪的能力，能够起到早期预警的作用。岸基高频地波雷达主要作用在于海岸监测和低空防卫，这也是微波雷达和天波雷达难以实现的。垂直极化发射天线能够产生表面波。表面波传播方式产生海杂波，主要成分是一阶海杂波，对于岸基高频地波雷达，一阶海杂波频谱是两条很窄的线，不会成为目标检测的主要干扰。[0003]随着岸基高频地波雷达的发展成熟，船载高频地波雷达继承了岸基雷达一些特点，同样也具备自身的优势，例如机动性和生存能力的提高。然而由于平台的运动，也面临一些新的问题。最大的问题是：由于平台的运动，一阶海杂波谱展宽明显。对于位于一阶海杂波展宽普中的目标很难被检测。除此之外，对于不同的方位，平台运动会产生进一步的多普勒平移。因此，一阶海杂波谱存在严重的空时耦合现象。目前，船载高频地波雷达海杂波抑制方面的研究比较有限。其中，正交投影算法OW是一种比较有效的基于一阶海杂波的空时分布的海杂波抑制方法。然而，当目标和一阶海杂波位于同一主瓣时，存在目标增益损失。为了克服正交投影的缺陷，斜投影算法在一