多子带STAP方法的角度模糊抑制性能分析

在宽带多通道雷达系统中,常采用多子带空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing, STAP)方法以实现运动目标检测及参数估计。本文对多子带STAP方法在稀疏阵列中的角度模糊抑制性能进行了分析。建立了多子带STAP模型并结合方法的实现过程,首次给出多子带STAP改善因子(Improvement Factor, IF)的解析式,并说明由于不同中心频率IF对应的模糊凹口位置不同,多子带相干叠加能在一定程度上填平模糊凹口,减轻盲速现象。还给出信杂噪比损失(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio Loss,SINRLoss)的解析式,该表达式表明:各子带SINRLoss的峰值位置随中心频率变化,因此在多子带重组后虚假目标的输出弱于真实目标,从而减轻了重复检测现象。由此,多子带STAP方法能在一定程度上抑制天线稀疏放置引起的角度模糊,即减轻盲速和重复检测现象。本文还分析了多子带STAP方法的角度模糊抑制能力和雷达系统相对带宽之间的关系,结果表明:系统的相对带宽越大,多子带STAP方法的角度模糊抑制能力越强。对于理想条件下的四通道系统,若信号的相对带宽大于46.3%,该方法能完全消除角度模糊的影响。生成仿真的四通道超宽带合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)稀疏阵列回波数据,进行运动目标检测和参数估计,从而验证了多子带STAP方法的角度模糊抑制能力。      

一种基于四相编码和优化阵列的MIMO STAP实现方法

多输入多输出（MIMO）雷达多信号间正交性和天线阵列结构影响空时自适应处理(STAP)性能。为了提高多信号间正交性,提出了基于遗传算法优化提高四相编码的自相关峰值并降低互相关峰值方法,保证了多发射信号间良好正交性,基本抑制了盲速影响。针对天线阵列稀疏导致盲速、阵元密布导致天线孔径过小的问题,基于最大连续孔径思想,提出了一种优化阵列结构,在不显著增加天线阵列长度和阵元数目条件下,与四相编码信号结合,实现了动目标检测。仿真实验证明,基于四相编码正交信号和收发阵列设计,MIMO STAP可实现良好动目标检测性能。     

临近空间MIMO STAP阵列优化和正交编码分集研究

临近空间MIMO雷达可实现高分辨率、大测绘带成像和高性能动目标显示功能。针对MIMO雷达动目标显示中均匀阵列性能较差、稀疏阵列会导致栅瓣进而出现盲速和一定尺寸平台上天线长度受限的问题,提出了以降低最小可检测速度为准则的MIMO天线阵列优化设计方法,通过对长度限制条件下的发射、接收天线阵列的联合优化,结合具有良好自相关和互相关性能的二相编码正交信号,实现了尺寸受限平台上MIMO雷达STAP功能。仿真比较分析了不同天线阵列结构下的STAP性能,验证了本文方法的有效性。      

一种机载预警雷达改进JDL-STAP算法

为了满足实际阵列天线处理要求和提高经典局域联合处理(JDL)STAP算法的稳健性,提出了一种基于信号表示过完备理论的改进JDL-STAP算法。该方法利用包含所有感兴趣观测角度形成的过完备基集合构造从空-时域到角度-多普勒域的变换矩阵,将空时数据精确映射到局域处理区域的角度-多普勒单元,再在低维空间内进行空时二维自适应处理。仿真结果表明:改进JDL算法比经典的DFT-JDL算法具有更优的性能和稳健性。     

基才多相编码和收发阵列设计的机载MIMO雷达STAP方法

针对提高MIMO雷达多信号间正交性问题．提出了基于遗传算法优化提高多相编码信号自相关峰值、降低互相关峰值方法,提高多发射信号间正交性,降低盲速影响。针对天线阵列稀疏导致盲速、阵元密布导致天线孔径过小问题,从等效天线特征出发,给出了一种发疏收密阵列结构,与多相编码信号结合,进行动目标检测。仿真实验证明,基于多相编码正交信号和收发阵列设计。MIMO STAP可实现良好动目标检测性能。     

机载相控阵雷达近程杂波抑制的俯仰向空域自适应算法

该文针对机载平面阵列相控阵雷达的动目标检测提出了一种俯仰向空域自适应的近程杂波抑制算法。该方法利用平面阵列天线在俯仰向的自由度,在近程杂波的支撑区域内沿着多普勒单元选取训练样本估计协方差矩阵,计算俯仰向空域最优权。在存在距离模糊的情况下,该方法可以自适应地滤除近程杂波,保留远程杂波,从而增强了杂波的距离均匀性,有利于提高后续的方位空域和时域STAP的性能。     

对空时自适应技术的卷积调制干扰研究

空时二维自适应处理(STAP)技术具有卓越的抑制杂波和抗干扰性能,常规的干扰手段难以对其产生理想的干扰效果。研究了机载雷达STAP系统的信号模型,提出了一种基于收发分时体制的卷积调制干扰方法。该方法首先对截获到的雷达信号进行间歇采样并进行存储,然后将读出的信号与存储的噪声进行卷积调制,最后将得到的干扰信号延时叠加转发。理论分析表明该干扰方法能产生幅度随机起伏且间隔随机分布的假目标群,破坏了训练样本独立同分布的条件,造成STAP系统性能下降。计算机仿真结果验证了该干扰方法的有效性。     

阵元失效情况下的STAP性能研究

 本文针对矩形面阵的情况,讨论了面阵上不同阵元失效情况对阵列方向图、杂波特性及STAP性能的影响.可以发现,在加权的情况下失效阵元距阵面中心越接近,阵列方向图主瓣下降,副瓣升高越严重,子阵中失效阵元增多时,杂波自由度会随之增加,但当整个子阵失效时,杂波自由度反而会降低到接近原先无阵元失效的情况.文末讨论了阵元失效对目标信号相参积累的影响,对两种STAP算法在不同阵元失效情况下的性能进行了仿真分析,可以看出,阵元失效除了可能导致杂波自由度增加,还可能致使空域自适应方向图畸变,从而对自由度较匮乏的算法影响较大,最后针对空域自适应方向图畸变提出了一种空域深加权的改善方法,有一定的改善效果.     

基于快时间序列STAP的机载阵列雷达主瓣干扰抑制方法

机载阵列雷达可通过传统空时二维自适应处理方法(STAP)处理方式在空域抑制副瓣干扰信号,但当目标和干扰角度一致时,传统STAP方法无法有效抑制此类主瓣干扰.通常,电子战天线的干扰波束宽度较宽,干扰信号经地面反射后可形成多径信号进入雷达波束,利用直达干扰信号与多径干扰信号的相关性可有效抑制主瓣干扰信号,提高目标信号的检测...     

用合成孔径雷达(SAR)对地面动目标(GMTI)成像

综述两种SAR/GMTI方法。一种是多端口SAR/GMTI,以四端口天线SAR/GMTI作为实例,例如APY-6的基本功能以及它的试飞结果;另一种方式是空时自适应处理(STAP)。叙述了二通道STAP处理SAR/GMTI的试飞结果和成像情况。     

通信系统中空时二维抗干扰方法研究

在实际的通信过程中,接收机接收到的不仅仅是有用信号,还包含一些干扰信号和噪声信号,其中干扰信号会严重影响接收机的正常工作,因此如何在保证有用信号的同时滤除干扰信号成为通信领域的一个重要研究方向.空时二维滤波方法是一种基于阵列天线发展的抗干扰算法,具有良好的抗干扰性能.采样矩阵求逆算法、功率倒置迭代算法和最小二乘算法是其中常用的几种实现方式,针对这3种方法,从理论和仿真上分析他们的优缺点和可行性.     

并行实现空时自适应算法

针对多片DSP(数字信号处理器)并行处理系统,研究了空时自适应处理(STAP)算法的实时实现.在分析了部分自适应STAP算法内在并行性的基础上,提出了一种任务级的STAP并行处理算法.给出了该算法在多DSP并行处理系统上的算法映射.通过数据实验证明这种基于多DSP并行处理系统的STAP并行算法具有较高的实时性能.     

一种级联结构的空时二维信号处理算法

在研究R．Klemm博士的级联抑制噪声干扰和杂波算法以及旁瓣对消算法的基础上,针对噪声干扰和地杂波同时存在的情况,提出了一种采用旁瓣对消结构级联抑制干扰和杂波的算法。该算法首先利用相控阵天线合成一个辅助天线和多个主天线,多个主天线共用一个辅助天线,针对每一对主辅天线,采用旁瓣对消算法在空域抑制噪声干扰;然后对多个主天线的输出结合时域进行STAP（空时二维信号处理）抑制地杂波。并且证明了该级联结构等效于一种同时抑制干扰和杂波的结构。计算机仿真结果及性能分析验证了该算法能有效地抑制干扰和杂波,且与其他级联结构相比,所提出的结构更利于工程实现。     

GPS空时自适应阵列干扰仿真研究

在分析了GPS空时自适应处理(STAP)抗干扰技术的基本原理与自适应时域滤波器带宽特性的基础上,提出了可大幅度减少对抗STAP所需干扰源数量的方法。仿真试验表明,对于天线单元为M,延时抽头数为N的STAP,如果全部采用窄带干扰信号,所需干扰源的数量约等于N(M-1)+1;如果采用宽带干扰信号,则有效对抗STAP所需的干扰源数量仅等于阵列单元数M。     

STAP 技术在多通道FMCW SAR 上的应用

调频连续波合成孔径雷达（FMCW SAR）具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等优点。本文通过讨论FMCWSAR 回波信号的特点,建立了多通道FMCW SAR 运动目标的回波模型,并进一步分析了STAP 在多通道FMCW SAR地面运动目标检测上的应用。最后,通过实验仿真验证了该方法的有效性和正确性。     

一种非均匀环境下的MIMO雷达STAP算法

用来处理机载天线阵列所获数据的自适应技术被称作空时自适应处理技术。为了准确估计出检测距离单元杂波干扰的统计特性,传统的STAP算法要求训练样本和待检测样本中的杂波干扰应该是独立同分布（IID）的。但对于MIMO雷达体制和在雷达实际工作的非均匀杂波环境下很难做到这一点。本文将适用于均匀杂波环境的子空间算法推广到了非均匀环境下,仿真结果表明推广后的子空间算法在非均匀杂波环境下有着优秀的性能。     

基于杂波协方差矩阵特征向量分析STAP降维方法

本文在对杂波协方差矩阵的特征值、阵特征向量做出分析的基础上,讨论了无信噪比损失的降维的充要条件,并给出了一种满足该条件的降维变换阵的构造方法。最后基于一维Ｍｏｕｎｔａｉｎｔｏｐ数据对文中提出的算法作出了验证。     

基于正交约束的导航接收机空时自适应方法

卫星导航系统容易受到干扰,空时自适应处理在导航接收机抗干扰方面拥有明显的优势,即系统自由度显著提高,但是传统空时自适应处理应用于导航接收机抗干扰中却面临信号失真的难题。该文提出一种基于正交约束的导航接收机空时自适应处理方法。该方法从空时自适应处理的原理入手修改传统空时自适应处理优化的约束项,消除了不同时延信号对合成信号的影响,保证了空时自适应处理在有效抑制干扰的同时不影响导航信号的捕获和解码。理论分析和仿真结果表明,该方法能有效解决空时自适应处理中的导航信号失真问题。     

一种用于空时自适应处理的并行计算模型

在分析各种空时自适应处理(STAP)算法特点的基础上,提出了一种用于STAP的并行计算模型.进而深入分析了STAP系统的实时特性,分析发现,要减少系统延时,一是必须尽量减少计算或者通信时间,二是充分利用前批数据的计算结果和相关先验知识;而要增大吞吐率,一是增加处理器流水线条数,二是避免出现瓶颈阶段.基于该模型,已成功开发了多种实际系统.