基于子空間投影的機載前視陣?yán)走_(dá)雜波譜補償

姜暉

摘 要：針對機載前視雷達(dá)陣中雜波譜對距離的依賴性，論文提出了一種基于雜波子空間變換的雜波譜補償方法。該方法利用待檢單元與訓(xùn)練單元的雜波子空間的關(guān)系變換矩陣，對給定的多普勒門數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除了雜波譜的非平穩(wěn)性，從而構(gòu)造出合理的雜波協(xié)方差矩陣。仿真證明，此方法可有效地改善雜波的非平穩(wěn)性，提高了系統(tǒng)抑制雜波的性能。

關(guān)鍵詞：子空間投影；前視陣?yán)走_(dá)；雜波譜補償

中圖分類號：TN959.73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： In order to solve the problem of clutter spectrum diffusion in the forward-looking radar， a novel method is proposed. The method firstly obtains a transform matrix by fitting the clutter-subspace of the range gate under test with that of secondary range gate. The transform matrix is then applied to spatial data at a given Doppler gate to compensate clutter spectrum， and eliminate ground clutter heterogeneous. Finally， Simulation results verify the effectiveness of the proposed method.

Key words： subspace projection； forward-looking radar； clutter spectrum compensation

1 引言

當(dāng)機載雷達(dá)處于非正側(cè)陣時，雜波譜在空時分布上具有距離相關(guān)性，導(dǎo)致雜波譜的非均勻性，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的協(xié)方差矩陣，使常規(guī)雜波抑制方法的性能嚴(yán)重下降。針對這個問題，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的工作減小雜波譜對距離依賴性。如多普勒頻移法[1]、尺度變換法[2]，但這些方法或無法檢出弱目標(biāo)，或在硬件上的數(shù)量巨大，因此論文將借鑒空間投影[3]的方法，利用多級維納濾波器[4]對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解處理，得到一組新的數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)的差異性，最后進(jìn)行雜波抑制。

2 基于MWF的子空間變換雜波譜補償方法

由此可構(gòu)造出雜波協(xié)方差矩陣，按照（2）式的求解過程，獲得第k個多普勒的空時自適應(yīng)權(quán)，減少了雜波譜對距離的依賴性。

3 仿真試驗

先假設(shè)仿真條件為：雷達(dá)距地6000m，機速140m/s，波長，陣元間距，，每個相干處理脈沖有12個，雜噪比30dB，不考慮雜波的距離模糊。

圖3（a）中是未處理的結(jié)果，可以看出雜波產(chǎn)生了極大的擴散，無法進(jìn)行雜波抑制的處理；圖3（b）使用多普勒補償方法，經(jīng)過處理后在主瓣區(qū)間內(nèi)有很好的聚焦效果，而在旁瓣上依然呈現(xiàn)出擴散的現(xiàn)象，容易影響出現(xiàn)在旁瓣上目標(biāo)的分析；圖3（c）使用子空間處理方法后的雜波譜圖，經(jīng)過處理后整個譜線都得到明顯的聚焦。通過對這三組數(shù)據(jù)進(jìn)行雜波抑制的分析時，發(fā)現(xiàn)本文提出的方法的整體性能上優(yōu)于多普勒補償方法。

4 結(jié)束語

針對雜波的擴散，本文提出了一種前視陣雜波譜補償方法。該方法首先用多級維納濾波器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分解得到信號和雜波子空間，利用待檢單元和訓(xùn)練單元之間的關(guān)系對接收數(shù)據(jù)作處理，構(gòu)造出合理的協(xié)方差矩陣，進(jìn)行雜波抑制處理。最后仿真證明，該方法較好地聚焦了雜波譜，提高雜波抑制性能。

參考文獻(xiàn)

[1] Borsari G K. Mitigating effects on STAP processing caused by an inclined array [A]. Proceedings of the IEEE National Radar Conf， Dallas， Tx， USA： IEEE，1998： 135-140.

[2] Lapierre F D， Droogenbroeck M V， Verly J G. New methods for handling the range dependence of the clutter spectrum in non-sidelooking monostatic STAP radars [C] // ICASSP， April， 2003： V73-V76.

[3] 蘇志剛，常明，吳仁彪等.相似目標(biāo)識別的投影子空間構(gòu)造方法[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2011，33（3）： 473-476.

[4] 王妙，王燦，朱俊.一種新的降維酉多級維納濾波器[J].電子信息對抗技術(shù)，2018，33（ 1）44-48.