适用于HPRF波形机载雷达的杂波抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103383448A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103383448103383448A(43)申请公布日2013.11.06(21)申请号201310279513.6(22)申请日2013.06.25(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)发明人王彤张颖刘保昌吴建新(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人程晓霞王品华(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书10页说明书10页附图6页附图6页(54)发明名称适用于HPRF波形机载雷达的杂波抑制方法(57)摘要本发明公开了一种适用于HPRF波形机载雷达杂波抑制方法，其实现过程是：用第n列阵元高度线以上远距离回波数据估计出远程主瓣杂波Q，用Q设计矩阵滤波器P以提取近程杂波；用P提取第n列阵元第l号距离单元数据xln中的近程杂波，估计近程杂波协方差矩阵采用对角加载采样协方差求逆方法计算俯仰滤波器we；用we抑制xln中的近程杂波，所有数据处理后，得到不含近程杂波的数据Y；从脉冲域变换到多普勒域；从中取出数据并估计出杂波抑制滤波器wk；用该滤波器抑制远程杂波，处理完所有多普勒通道数据，输出待检测数据，用于后续雷达监测处理。本发明解决了在有阵列误差情况下杂波抑制的难题，能较好地抑制近程杂波，且易于工程化实现，可显著改善机载雷达的目标检测性能。CN103383448ACN10384ACN103383448A权利要求书1/2页1.一种适用于HPRF波形机载雷达杂波抑制方法，是针对非正侧机载雷达杂波的抑制，其特征在于：包括有如下步骤：(1)雷达通过天线接收回波数据，从雷达原始回波数据Xn中取出第n列阵元高度线以上的远距离回波数据作为样本，估计出远程主瓣杂波q，并利用该远程主瓣杂波q设计出矩阵滤波器P以提取近程杂波；(2)利用矩阵滤波器P以及填充脉冲提取出雷达原始回波数据Xn中第n列阵元第l号距离单元数据中的近程杂波，然后利用最大似然法估计雷达回波数据Xn中近程杂波的协方差矩阵并采用对角加载采样协方差求逆方法计算抑制雷达回波数据Xn中近程杂波的俯仰滤波器we；(3)利用俯仰滤波器we抑制雷达回波数据Xn中第n列阵元第l号距离单元回波数据Hxln中的近程杂波，得到第n列阵元俯仰波束形成后的数据：其中，[·]表示共轭转置运算；(4)重复步骤(1)～(3)，对N列阵元中的各个列阵元中的回波数据进行近程杂波抑制，即对列阵数n取1到N的各个值，直至第l号距离单元所有列阵元的回波数据都处理完毕，得到第l号距离单元俯仰滤波后的线阵数据yl，其中N表示雷达阵面总列数；(5)重复步骤(1)～(4)，对M号距离单元的各个距离单元中的回波数据进行近程杂波抑制，即对距离单元数l取1到M的各个值，直至将所有包含近程杂波的距离单元数据都处理完毕，此时得到平稳且不含近程杂波的线阵数据Y，其中M表示距离单元总数；(6)对不含近程杂波的线阵数据Y的方位向做加权快速傅里叶变换处理，将线阵数据Y由脉冲域变换到多普勒域，多普勒域数据为(7)从多普勒域数据中取出第k个多普勒通道及其左右各一个多普勒通道的数据，并组成线阵数据块然后估计出与第k个多普勒通道杂波相对应的杂波协方差矩阵再采用Capon法自适应设计第k个多普勒通道的杂波抑制滤波器wk；(8)利用第k个多普勒通道的杂波抑制滤波器wk抑制线阵数据块中的远程杂波，得到第k个多普勒通道的待检测数据：(9)重复步骤(7)～(8)，对多普勒通道数k取1到K的各个值，直至将所有多普勒通道处理完毕，最终得到杂波抑制后的待检测数据z，K表示多普勒通道总数。2.根据权利要求1所述的适用于HPRF波形机载雷达杂波抑制方法，其特征在于：其中步骤(1)所述的抑制远程主瓣杂波的矩阵滤波器P的设计，包括如下步骤：(1a)根据雷达系统参数及惯导数据计算高度线以上远程杂波距离单元个数LH＝floor(H/ΔR)，其中，H表示由惯导数据获取的载机飞行高度，ΔR表示由雷达系统设定的距离分辨率，floor(·)表示向下取整运算；(1b)根据雷达系统参数及惯导数据计算远程主瓣杂波的多普勒频率fd，main，构造出用于提取远程主瓣杂波的滤波器实现该目的，其中P表示相参脉冲个数，(·)T表示转置运算；(1c)取出第l个距离单元第n列阵元的雷达回波数据，并将其排成M×P维的数据块Hxln，得到第l个距离单元中的远程主瓣杂波其中，(·)表示共轭转置运算；2CN103383448A权利要求书2/2页(1d)重复步骤(1c)直至得到全部前LH个距离单元的远程主瓣杂波，并将其按照顺序排成数据块(1e)采用正交投影方法设计出用以抑制远程主瓣杂波的矩阵滤波器P