機(jī)載多通道雷達(dá)動目標(biāo)檢測與參數(shù)估計方法研究.pdf

1、機(jī)載雷達(dá)由于能夠高瞻遠(yuǎn)矚,對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中制空權(quán)的掌握具有至關(guān)重要的作用,而地面動目標(biāo)檢測和定位技術(shù)是機(jī)載雷達(dá)的重要使命。在地面動目標(biāo)檢測中,由于雷達(dá)處于下視工作模式,往往會面臨強(qiáng)度大且分布廣的地雜波及有源干擾?？諘r自適應(yīng)處理(STAP)技術(shù)是抑制地雜波和有源干擾的有效方法,但由于運算量過大及實際雜波環(huán)境非均勻等問題,全維STAP技術(shù)在工程中很難實現(xiàn)。為了促進(jìn)STAP技術(shù)在實際中的應(yīng)用,多年來研究人員對降維STAP方法及非均勻環(huán)境下的STA

2、P方法進(jìn)行了大量研究,并取得了豐富的成果,目前STAP技術(shù)迫切需要結(jié)合新的雷達(dá)體制和技術(shù)以取得新的發(fā)展。目標(biāo)檢測后,還需要進(jìn)一步對目標(biāo)進(jìn)行定位,成像及識別等,角度估計是目標(biāo)定位技術(shù)中的重要部分。在實際雷達(dá)環(huán)境中相干或強(qiáng)相關(guān)信號源(例如多徑等)的情況經(jīng)常遇到,其角度估計對真實目標(biāo)的確定及虛警概率的降低具有重要意義。在傳統(tǒng)的相干信號源角度估計中,降維處理類方法實現(xiàn)簡單,但其孔徑損失會引起估計精度的下降:而非降維類方法雖然沒有孔徑損失,但由于

3、實現(xiàn)復(fù)雜、往往針對特定環(huán)境等,其實用價值不如降維類方法。結(jié)合新的雷達(dá)體制和技術(shù)尋找更為有效的相干源角度估計方法也是研究的重點。多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)作為一種新體制雷達(dá),可以有效利用發(fā)射陣列孔徑,擁有更大的空域自由度(DOF),對雜波抑制及角度估計性能的提高具有重要意義。
　　 本文緊密圍繞機(jī)載多通道雷達(dá)地面動目標(biāo)檢測及定位中遇到的實際問題,分別對相控陣?yán)走_(dá)體制下的降維STAP方法、MIMO雷達(dá)體制下的降維及非均勻STAP方

4、法和MIMO雷達(dá)體制下的相干源角度估計方法進(jìn)行了深入研究。本文具體工作安排如下:
　　 1.介紹了STAP技術(shù)的基本原理及性能評價標(biāo)準(zhǔn),并討論了集中式MIMO雷達(dá)的雜波分布,為后續(xù)的研究工作提供理論依據(jù)。
　　 2.針對現(xiàn)有多普勒后處理的STAP方法在不加權(quán)時多普勒通道相互正交,甚至在加權(quán)時相關(guān)性也不高的問題,提出了一種縮小多普勒通道頻率間隔的多普勒后處理方法。該方法能夠提高多普勒通道的相關(guān)性,從而在時域上不僅利用輔助多

5、普勒通道的旁瓣雜波來對消待檢測多普勒通道雜波,還利用輔助多普勒通道的部分主瓣雜波來對消待檢測多普勒通道雜波,因此能夠獲得更好的雜波抑制性能；同時由于對目標(biāo)導(dǎo)向矢量進(jìn)行了嚴(yán)格約束,多普勒通道間距的縮小不會引起目標(biāo)相消。
　　 3.首先,針對集中式MIMO雷達(dá)空域自由度很大,典型的降維STAP方法mDT方法無法直接使用的問題,提出了一種子陣級mDT方法。該方法利用非均勻子陣劃分對MIMO雷達(dá)的空域孔徑進(jìn)行子陣合成,在保證空域增益并避

6、免柵瓣的情況下有效降低空域自由度。然后,針對孤立干擾所占比例不大的嚴(yán)重功率非均勻環(huán)境,提出了一種基于時域平滑的兩級級聯(lián)降維STAP方法,先后對雜波和孤立干擾進(jìn)行抑制。該方法克服了直接數(shù)據(jù)域(DDD)方法空時孔徑損失大,誤差魯棒性差及沒有充分利用統(tǒng)計信息的缺點,具有良好的性能。
　　 4.針對現(xiàn)有單基MIMO雷達(dá)角度估計的研究主要針對獨立源的問題,提出了一種基于數(shù)據(jù)矩陣重構(gòu)的相干源DOA估計方法。該方法能夠充分利用MIMO雷達(dá)大的