機載雷達雜波與干擾抑制問題中STAP技術(shù)研究.pdf

1、相較于機械掃描雷達，相控陣雷達的靈活性大大提高。然而，機載雷達在接收目標回波信號的同時，通常會不可避免受到較強的地物回波影響。此外，在現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境中，機載雷達還面臨復(fù)雜的電磁干擾的威脅。雖然適用于陣列天線的超低副瓣技術(shù)能有效抑制副瓣雜波和副瓣干擾，卻難以抑制主瓣雜波和主瓣干擾，同時超低副瓣天線在實際工程中實現(xiàn)困難。因此，開展雜波與干擾抑制的信號處理技術(shù)研究對提高機載雷達的目標檢測性能意義重大。
　　空時自適應(yīng)處理(STAP)是改善

2、機載雷達目標檢測性能的一項關(guān)鍵技術(shù)，可有效抑制雜波和干擾。針對地雜波和干擾在機載情況下的分布特性，STAP技術(shù)利用雷達提供的空域和時域自由度對回波數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理，能夠在空時二維平面內(nèi)自適應(yīng)地形成與雜波和干擾相匹配的凹口，從而實現(xiàn)對雜波和干擾的抑制，提高雷達對運動目標的檢測能力。理論上，全維STAP具有最優(yōu)的雜波干擾抑制性能，但由于受到運算量和訓(xùn)練樣本數(shù)目的限制，其在實際中無法實施；另外，機載雷達面臨日益復(fù)雜的電磁環(huán)境，不僅有強的雜波信

3、號，同時也包括各種形式的干擾信號，這些有意或無意干擾降低了機載雷達的目標檢測概率、影響其參數(shù)估計性能；受目前工藝水平影響，各個接收陣元之間的幅相特性常常存在不一致性，雷達系統(tǒng)中存在的陣元誤差對基于STAP的運動目標參數(shù)估計和定位性能造成損失。針對這些問題，本文從降維處理、干擾抑制以及陣元幅相誤差估計三個方面開展研究，內(nèi)容具體如下：
　?。?）降維STAP技術(shù)研究。針對限制全維STAP工程應(yīng)用的運算量巨大以及訓(xùn)練樣本需求過多問題，開

4、展降維空時自適應(yīng)技術(shù)研究。本文首先分析了幾種采用固定降維結(jié)構(gòu)和降秩結(jié)構(gòu)的STAP技術(shù)，但其性能受系統(tǒng)自由度及雜波子空間的秩等因素制約。本文提出了一種級聯(lián)自適應(yīng)降維的STAP處理方法，該方法將大的天線陣面分成若干子陣，在每個子陣內(nèi)部先采用擴展因子法降維處理，然后級聯(lián)局域化處理方法作為第二級STAP。仿真實驗表明該方法在副瓣雜波區(qū)以及近主瓣雜波區(qū)均能夠取得較好的雜波抑制性能。
　?。?）機載雷達中的抗干擾問題研究。針對機載雷達工作中的

5、出現(xiàn)的兩種干擾，即有源壓制式干擾、單頻連續(xù)波干擾，本文對其開展了研究。首先建立了這兩種干擾的信號模型，然后分析了它們的干擾特性，最后針對這兩種干擾分別提出空域陣列自適應(yīng)波束形成、頻域陷波的抑制方法。仿真實驗證明所提方法可以顯著提高機載雷達在干擾環(huán)境中的目標檢測性能。
　?。?）機載雷達陣元幅相誤差估計技術(shù)研究。機載雷達的陣元幅相誤差會影響運動目標的參數(shù)估計與定位性能，針對上述問題，本文提出了一種基于矩陣1范數(shù)的陣元誤差估計方法，該