机载相控阵雷达降维STAP方法研究

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与地基雷达相比,机载雷达常常处于下视工作状态,因此面临更为严重的地面杂波问题。空时自适应处理(STAP)方法可以有效抑制因雷达平台运动而多普勒谱展宽的地面杂波,改善地面动目标检测(GMTI)性能。但空时数据维数往往比仅时域或空域维数据大很多,进行全空时域的自适应处理一方面计算量太大,处理器硬件难以实现;另一方面估算杂波协方差矩阵所需的独立同分布(i.i.d.)参考单元难以满足。经过三十多年的探索和研究,STAP方法有了长足的发展,并逐渐成为一种具有坚实理论基础的实用技术。本文主要针对降维STAP方法和机载前视阵杂波谱补偿方法进行了研究:1.第二章在介绍多普勒三通道联合自适应处理(3DT)和先滑窗滤波再空时自适应处理(F$A)降维原理的基础上,针对现有多普勒后处理的STAP方法在不加权时多普勒通道相互正交,在加权时相关性仍有提高空间的问题,提出了一种多普勒后处理的降维STAP方法。通过缩小主、辅多普勒通道中心频率的间距来提高杂波相关性,降低其自由度,减轻空时自适应处理的负担,从而获得性能的提高。对机载双通道雷达实测数据仿真实验验证了该方法具有良好的杂波抑制能力。2.第三章针对机载前视阵雷达近程杂波谱在方位-多普勒域随距离变化剧烈,功率谱不重合并严重展宽的问题,提出一种导向矢量矩阵最小二乘拟合方法。该方法利用训练单元和近程待检测单元导向矢量拟合矩阵对杂波数据进行变换,使训练单元的杂波子空间逼近于待检测距离单元,实现了机载前视阵雷达近程杂波谱重合,减轻了杂波谱随距离变化对空时自适应处理的影响。3.第四章首先对机载双基地雷达原理进行说明,然后利用多普勒频移法补偿杂波功率谱,对补偿后的接收数据进行降维空时自适应处理(STAP)分析。计算机仿真结果从信噪比改善、空频响应图、误差稳健性等方面分析了多种典型降维STAP方法的性能,为工程实现和系统优化提供了参考。
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