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    重庆时时彩前三软件: 一种机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410171516.2

    申请日:

    2014.04.25

    公开号:

    CN103954941A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 7/36申请日:20140425|||公开
    IPC分类号: G01S7/36 主分类号: G01S7/36
    申请人: 西安电子科技大学
    发明人: 冯大政; 向平叶; 曹杨; 周延; 虞泓波; 解虎
    地址: 710071 陕西省西安市太白南路2号
    优先权:
    专利代理机构: 西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 61218 代理人: 惠文轩
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410171516.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.05.18|||2014.10.22|||2014.07.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于雷达信号处理技术领域,涉及雷达杂波的处理技术,公开了一种机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法。该方法包括:步骤1.构建机载相控阵雷达的地杂波回波信号模型;步骤2.根据地杂波回波信号模型,计算得到剩余杂波回波信号;步骤3.利用化剩余杂波回波信号的剩余杂波回波能量,求解二维多脉冲相消器系数矩阵;步骤4.利用二维多脉冲相消器系数矩阵,对一个相干处理时间内的机载相控阵雷达接收的回波信号进行杂波抑制。本发明实现杂波被极大的抑制,不仅适用于正侧视雷达,还适用于非正侧视雷达中。本发明应用于雷达杂波处理的情景。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤1.构建机载相控阵雷达的地杂波回波信号模型;
    步骤2.根据地杂波回波信号模型,计算得到剩余杂波回波信号εk(v);
    步骤3.利用最小化剩余杂波回波信号εk(v)的剩余杂波回波能量,求解二维多脉冲相消器系数矩阵
    步骤4.利用二维多脉冲相消器系数矩阵对一个相干处理时间内的机载相控阵雷达接收的回波信号x进行杂波抑制,得到抑制杂波回波信号Y;抑制杂波回波信号Y矩阵表达式:

    2.  根据权利要求1所述的机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法,其特征在于,步骤1包括以下子步骤:
    1a)设定机载相控阵雷达天线为均匀平面阵结构,载机飞行速度v,平面阵等效为阵元数为N的均匀线阵,在线阵基线和载机飞行轨道之间的夹角为偏航角阵元间距d,机载相控阵雷达工作波长为λ,脉冲重复频率PRF为fr,脉冲重复周期为T=1/fr;并且设定机载相控阵雷达在一个相干处理时间内发射K个脉冲,在满足远场条件下,所有的天线阵元对于同一个地面杂波散射点都有相同的方位角和俯仰角θ;第n个接收阵元第k个脉冲对方位角和俯仰角θ的杂波散射点的杂波回波信号的表达式为:

    其中,n=1,2,…,N,k=1,2,…K,为杂波随机幅度;N为天线阵元数,K为发射脉冲数,d为阵元间距,T为脉冲重复周期,为方位角,θ为俯仰角,为偏航角,λ为机载相控阵雷达工作波长;
    1b)对一个距离单元内的所有散射点的杂波进行积分并将其沿着方位角被划分为数量为U的杂波散射点进行离散化,得到第n个接收阵元在第k个脉冲的杂波回波信号表达式为:

    其中,U为单个距离单元内的地面杂波散射点数目,为为第i个杂波散射点的杂波随机幅度;表示第l个距离单元上第i个杂波散射单元对应的方位角,n=1,2,…,N, N为天线阵元数,v为载机飞行速度;
    1c)令
    ck=[c1,k,c1,k,…,cN,k]T,


    其中,ck为N个接收阵元在第k个脉冲接收的杂波回波信号,是空间导向矢量,是方位角对应的脉冲多普勒相位,为偏航角,λ为机载相控阵雷达工作波长,N为天线阵元数,(·)T表示向量转置;
    将第k个脉冲的杂波回波信号表示为矩阵-向量形式,得到机载相控阵雷达的地杂波回波信号模型为下式:

    其中,ck为N个接收阵元在第k个脉冲接收的地杂波回波信号,为空间导向矢量矩阵,为雷达载机运动和地杂波起伏引起的多普勒相位矩阵,diag()代表对角阵,为杂波幅度矩阵;为第i个杂波散射点的方位角,为为第i个杂波散射点的杂波随机幅度,(·)T表示向量转置,是方位角对应的脉冲多普勒相位,U为单个距离单元内的地面杂波散射点数目。

    3.  根据权利要求2所述的机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法,其特征在于,步骤2包括以下子步骤:
    2a)用M个脉冲设计二维多脉冲相消器,选择的脉冲数M大于2并且小于发射脉冲数K,将载机速度v作为一个变量,且v的范围是[v0-Δv,v0+Δv],其中v0是载机参考速度,Δv为载机速度变化值;
    将多普勒相位矩阵B写为速度多普勒相位矩阵B(v),将第k个、第k+1个、…,以及 第k+M-1共M个脉冲的杂波回波信号表示为下式:
    ck(v)=A[B(v)]k-1ρk
    ck+1(v)=A[B(v)]kρk+1
    ·
    ·
    ·
    ck+M-1(v)=A[B(v)]k+M-2ρk+M-1
    其中,ρk≈ρk+1≈…≈ρk+M-1为杂波幅度矩阵,A为空间导向矢量矩阵,k=1,2,…K,K表示发射脉冲数;
    2b)构建二维多脉冲相消器系数矩阵D‾=D0...D(M-1)/2-1D(M+1)/2...DM;]]>
    设定杂波幅度矩阵ρk≈ρk+1≈…≈ρk+M-1,选择第k个、第k+1个、…,以及第k+M-1共M个脉冲的中间脉冲作为被对消脉冲,当M为奇数时D(M-1)/2=-I,M为偶数时DM/2=-I;-I为被对消脉冲的系数矩阵;I为单位矩阵;
    2c)设定选择的脉冲数M为奇数,利用二维多脉冲相消器系数矩阵将除中间脉冲之外的M-1个脉冲对消中间的第(M-1)/2个脉冲,得到对消后的剩余杂波回波信号εk(v)为下式:
    εk(v)=D0ck(v)+…+D(M-1)/2-1ck+(M-1)/2-1(v)-ck+(M-1)/2(v)+…+DM-1ck+M-1(v)
    ={D0A+…+D(M-1)/2-1A[B(v)](M-1)/2-1-A[B(v)](M-1)/2+…+DM-1A[B(v)]M-1}[B(v)]k-1ρk
    其中,D[·]为相应脉冲对应的脉冲对消系数矩阵,M为选择的脉冲个数,B(v)为速度多普勒相位矩阵,ρk为杂波幅度矩阵,A为空间导向矢量矩阵;ck(v),ck+1(v),...,ck+M-1(v)表示第k个、第k+1个、…,以及第k+M-1共M个脉冲的杂波回波信号,k=1,2,…K,K表示发射脉冲数;
    将剩余杂波回波信号εk(v)简写为下式:
    ϵk(v)={D‾A‾(v)-A[B(v)](M-1)/2}[B(v)]k-1ρk;]]>
    其中,为二维多脉冲相消器系数矩阵,B(v)为速度多普勒相位矩阵,ρk为杂波幅度矩阵,为空域时域导向矢量矩阵,A‾(v)=A···A[B(v)](M-1)/2-1A[B(v)](M+1)/2···A[B(v)]M,]]>A为空间导向矢量矩阵,M为选择的脉冲个数。

    4.  根据权利要求3所述的机载相控阵雷达二维多脉冲的认知杂波抑制方法,其特征在于,步骤3包括以下子步骤:
    3a)将剩余杂波回波的能量表示为其中||·||F代表Frobenius范数;
    3b)剩余杂波回波能量在积分范围上取平均,使在积分范围v∈[v0-Δv,v0+Δv]的积分最小,得到剩余杂波回波能量的优化函数:
    minD‾∫v0-Δvv0+Δv||ϵk(v)||F2dv,]]>
    3c)根据Cauchy-Schwartz不等式,得到剩余杂波回波能量范围,如下式:
    ||ϵk(v)||Fc||D‾A‾(v)-A[B(v)](M-1)/2||F,]]>
    其中,为二维多脉冲相消器系数矩阵,B(v)为速度多普勒相位矩阵,M为选择的脉冲个数,常数c正比于||[B(v)]k-1ρk||F,A为空间导向矢量矩阵,M为选择的脉冲个数,||·||F代表Frobenius范数;
    根据剩余杂波回波能量范围以及常数c正比于||[B(v)]k-1ρk||F,得到剩余杂波回波能量的优化函数的转换函数:
    minD‾∫v0-Δvv0+Δv||D‾A‾(v)-A[B(v)](M-1)/2||F2dv,]]>
    3d)令剩余杂波回波能量的优化函数的转换函数对于二维多脉冲相消器系数矩阵的梯度为0,得到二维多脉冲相消器系数矩阵的解为:
    D‾=∫v0-Δvv0+ΔvA[B(v)](M-1)/2A‾(v)Hdv·[∫v0-Δvv0+ΔvA‾(v)A‾(v)Hdv]-1]]>
    其中,A为空间导向矢量矩阵,B(v)为速度多普勒相位矩阵,∫[·]表示积分操作,[·]-1表示对矩阵求逆,[·]H表示矩阵的共轭转置,v0是载机参考速度,Δv为载机速度变化值, 为空域时域导向矢量矩阵,M为选择的脉冲个数。

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    一种 机载 相控阵 雷达 二维 脉冲 认知 抑制 方法
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