机载相控阵雷达非自适应杂波抑制方法研究

发布时间：2019-10-18 13:47

【摘要】：传统的空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing,STAP)一般认为杂波环境是均匀的,在此基础上,有足够的独立同分布样本来估计协方差矩阵,使得STAP表现出良好的性能。而实际应用环境中杂波是非均匀的,且传统的空时二维自适应处理由于各阵列误差的存在使得各列子阵加权合成的方向图会在俯仰向上存在差异,从而导致杂波谱扩散,自适应方法难以获得理想的效果。研究具有计算复杂度较低且受样本影响小的非自适应方法是目前STAP技术的研究热点之一。本文以机载相控阵雷达为背景,对真实杂波环境的非均匀性以及这种环境下非自适应方法的有效性进行了研究,主要包括以下内容:1、第二章首先介绍了机载相控阵雷达的杂波信号模型,并分析了不同脉冲重复频率、不同杂波自由度以及不同偏航角对杂波谱分布的影响。接着介绍了最优处理器及FA(Factored Algorithm)算法和EFA(Extended Factored Algorithm)算法两种经典的降维STAP方法原理。最后介绍了一种能在自适应处理前有效滤除大部分杂波的预滤波方法ATDPC(Adaptive Two Dimensional Pulse-to-pulse Canceller),且通过仿真实验证明了ATDPC能有效改善后续降维处理方法的性能。2、第三章针对机载相控阵雷达的杂波自由度较高,所需训练样本的数量过大这一问题,提出了一种三维空时开环杂波块对消器(Three Dimensional Space Time open-loop Clutter Block Canceller,3D-STCBC)来对杂波进行抑制。本文首先利用先验知识建立了三维杂波的向量矩阵模型,然后利用杂波的空时相关性设计系数矩阵来消除杂波。实验表明该方法能在小样本情况下很好的抑制杂波,降低杂波自由度。3、第四章考虑到真实杂波环境的非均匀性对STAP方法的性能影响,利用地形参数等先验知识设计了一种基于地形遮挡性分析的非均匀杂波模型。在此基础上,分析了不同斜距情况下杂波谱的非均匀程度,验证了雷达离地面越近,杂波非均匀性越严重的理论。提出了一种非自适应非均匀杂波对消方法(Non-adaptive Heterogeneous Two Dimensional Pulse-to-pulse Canceller,NH-TDPC),实现了真实杂波模型下杂波抑制方法的有效性,同时实验结果表明ATDPC对非均匀杂波的抑制不再适用。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN958.92

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