机载共形阵雷达杂波抑制方法研究

 共形阵机载相控阵雷达由于其特殊的几何配置导致杂波统计特性随距离的变化而变化,即杂波呈现严重的非均匀性,从而使得传统空时自适应处理(STAP)方法的性能严重下降.本文首先分析了共形阵机载相控阵雷达的杂波特性,通过对共形阵杂波多普勒频率的数学变换,从理论上说明了共形阵配置导致机载雷达杂波非均匀性的机理,并给出了一种衡量杂波非均匀性强弱的定量准则,然后提出了一种借助最小二乘(LS)参数估计修正传统SMI的共形阵机载相控阵雷达杂波抑制方法,最后针对几种典型共形阵列,通过仿真实验验证了本文方法的有效性.     

基于多级维纳滤波的机载共形阵雷达杂波抑制方法研究

目前,多级维纳滤波器是一种收敛速度最快的降秩空时自适应处理算法,但它只适合于处理平稳随机信号,不能直接用于抑制非均匀的机载共形阵雷达杂波。该文在分析共形阵雷达杂波特性的基础上,提出采用俯仰向空域滤波改善杂波的非均匀性,改进了传统的协方差矩阵加权算法,最后形成了一种基于俯仰向空域滤波的协方差矩阵加权多级维纳滤波算法,用于抑制共形阵雷达杂波。仿真结果表明,该文方法抑制共形阵雷达杂波的综合性能优于现有其他方法,且计算复杂度低,收敛速度快,便于工程实现,在共形阵雷达杂波抑制中具有实际应用前景。     

一种稳健的共形阵机载雷达杂波抑制方法

针对共形阵机载雷达的杂波抑制问题,提出了一种稳健的空时自适应处理(STAP)方法.该方法首先将待检测距离单元中所含的目标信息剔除,然后利用自回归(AR)模型来描述该单元杂波特性,最后通过求取AR模型系数得到待检测距离单元中杂波正交子空间来对消杂波.该方法不受雷达工作模式影响,适用于任意形状的阵列天线,且不存在干扰目标问...     

弯曲阵面机载共形阵列雷达方向图与杂波相关性研究

针对载体弯曲效应对机载共形阵列雷达方向图和杂波特性的影响,该文在正侧视条件下评估均匀圆环阵方向图性能,分析不同位置阵元对弯曲阵面方向图合成效率的影响,发现边缘阵子不仅对共形阵列方向图主瓣增益贡献较小,反而更易引起旁瓣抬升等挑战,降低共形阵的孔径利用效率。另一方面,通过严格的理论推导完成共形阵列雷达方向图特性与杂波扩展效应内在物理联系的分析,发现弯曲阵面引起的方向图非理想畸变是共形阵杂波非均匀扩展的核心影响因素。在此基础上,进一步分析共形雷达单个贴片微带阵元加工和安装结构组件将增大阵元物理尺寸,使得共形阵列雷达相邻阵元间距大于半波长,当阵元间隔增大到一定程度时,在方向图远区会形成较高的栅瓣,进一步影响机载共形阵列雷达的杂波分布,通过仿真分析发现在特定的脉冲重复频率(PRF)条件下,“栅瓣杂波”折叠进入主瓣杂波,该文提出通过优化雷达PRF设计,避免栅瓣杂波的折叠效应对机载共形阵列雷达信号处理性能的影响,相关仿真结果验证了所提方法的有效性。     

弯曲阵面机载共形阵列雷达方向图与杂波相关性研究

针对载体弯曲效应对机载共形阵列雷达方向图和杂波特性的影响,该文在正侧视条件下评估均匀圆环阵方向图性能,分析不同位置阵元对弯曲阵面方向图合成效率的影响,发现边缘阵子不仅对共形阵列方向图主瓣增益贡献较小,反而更易引起旁瓣抬升等挑战,降低共形阵的孔径利用效率.另一方面,通过严格的理论推导完成共形阵列雷达方向图特性与杂波扩展效应内在物理联系的分析,发现弯曲阵面引起的方向图非理想畸变是共形阵杂波非均匀扩展的核心影响因素.在此基础上,进一步分析共形雷达单个贴片微带阵元加工和安装结构组件将增大阵元物理尺寸,使得共形阵列雷达相邻阵元间距大于半波长,当阵元间隔增大到一定程度时,在方向图远区会形成较高的栅瓣,进一步影响机载共形阵列雷达的杂波分布,通过仿真分析发现在特定的脉冲重复频率(PRF)条件下,"栅瓣杂波"折叠进入主瓣杂波,该文提出通过优化雷达PRF设计,避免栅瓣杂波的折叠效应对机载共形阵列雷达信号处理性能的影响,相关仿真结果验证了所提方法的有效性.     

机载预警雷达共形阵应用技术分析

随着隐身技术发展,机载预警雷达主要作战对象的雷达散射截面积已经降低了一个数量级,现有机载预警雷达的探测威力已经不能满足军方作战需求.因此,充分利用载机平台外形、扩大雷达孔径的共形阵雷达将成为未来机载预警雷达的发展趋势.文中首先简述了机载共形阵预警雷达的特点,介绍了国外机载共形阵技术的发展;然后,通过仿真分析了共形阵最基本形式的方向图特性;最后,针对美国E-2这种小型上单翼螺旋桨飞机,分析了共形阵技术应用在这种载机上的可行性,指出了共形阵在这种载机上的一些问题.     

一种稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法

在非均匀杂波和密集目标环境下,由于没有足够的独立同分布(IID)训练样本,传统空时自适应处理(STAP)方法的杂波抑制性能严重下降。针对以上问题,该文提出一种对阵元误差稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法。该方法首先根据雷达系统参数先验知识构造杂波表示基矩阵。然后在考虑阵元误差的情况下,基于最小二乘准则迭代地估计杂波表示系数和阵元误差,最后利用估计得到的最优杂波表示系数和阵元误差直接在阵元脉冲域进行杂波对消。该方法无须估计待检测单元统计特性;没有孔径损失;不需要训练样本;即使在距离模糊情况下也能有效地抑制密集目标环境下机载面阵雷达回波数据中的非均匀杂波。仿真结果验证了该文方法的有效性。

     

一种机载前视阵雷达近程杂波谱补偿方法

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,直接进行空时自适应处理（STAP）不能在待检测单元形成窄而深的凹口,致使地面动目标检测（GMTI）性能下降。文中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,从而实现了机载前视阵雷达近程杂波谱重合。仿真实验表明该方法能够对近程杂波非均匀性进行有效补偿,减轻杂波谱随距离变化对空时自适应处理性能的影响。     

对机载相控阵雷达杂波抑制的研究

介绍了一种机载相控阵雷达杂波抑制的方法，即在高斯杂波背景加确知信号的模型下根据最大似然比理论导出空时二维自适应处理最佳加权系数，通过等效线阵和空时二雏处理技术对相控阵雷达杂波进行抑制。     

一种稳健的机载非正侧视阵雷达杂波抑制方法

非正侧视阵列构型会导致机载雷达回波数据非均匀,从而严重削弱传统空时自适应处理算法的杂波抑制性能。针对此问题,该文提出一种对阵元误差稳健的非均匀杂波抑制方法。该方法首先根据雷达系统参数等先验信息构造杂波表示基;然后在考虑阵元误差下对待检测单元数据进行迭代的最小二乘拟合,文中推导出了该问题的闭式解;最后对拟合后的剩余数据进行脉冲多普勒处理以及恒虚警检测。该方法不需要训练样本,且能够在没有俯仰自由度的情况下对机载非正侧视阵雷达的非均匀杂波进行有效抑制。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种相控阵雷达数据处理中的杂波抑制方法

介绍了相控阵雷达体制下,杂波在数据处理阶段的一种抑制方法,描述了2种杂波抑制手段,包括单波束内杂波滤除和全扫描区域杂波图算法杂波抑制,并对杂波抑制效果进行了比对,结果表明该方法有效可行.     

Study on Clutter Model and Characteristics of Airborne Radar with Parabolic Conformal Phased Array

The studies on clutter modeling and suppression of airborne radar with a parabolic conformal array are uncommon due to the complexity of this type of antenna array configuration. The correct understanding of clutter characteristics for airborne radar with a parabolic conformal antenna array is the prerequisite and foundation of optimal suppression of this type of clutter. This paper establishes the model of clutter echo of airborne parabolic conformal phased array radar and analyzes the structure characteristics and the distribution features of this type of clutter. The simulation results show that this type of clutter has the following characteristics: 1) The main lobe on the azimuth is seriously broadened, 2) the power spectrum presents strong heterogeneity, and 3) the freedom degrees are high. Based on the existing related clutter suppression methods, we verified the correctness of the constructed clutter model. This work has an important guidance to further study on clutter suppression methods in airborne parabolic conformal array radar.     

机载火控雷达杂波抑制研究

研究了和差空时自适应处理(∑△-STAP)在机载火控雷达中的应用,针对在实际处理中,由于地面杂波的非均匀性将严重影响∑△-3DT算法处理的效果,在此结合非均匀环境STAP处理,采用功率选择训练的非均匀处理方法,降低了STAP处理代价,实际处理结果显示,该处理显著提高杂波估计和抑制性能,较大提高了动目标的检测性能,文中还对目标径向速度的估计和方位定位问题进行研究,为该技术用于机载火控雷达地面动目标检测创造了条件。     

机载雷达自适应杂波抑制

提出了一种基于噪声补偿的线性预测谱估计方法实现白化滤波和匹配滤波的机载雷达杂波抑制新算法同传统的线性预测方法实现的杂波抑制方法相比，本文提出的算法具有更好的改善因子，且几乎不增加运算量。     

圆柱型阵机载雷达杂波抑制新方法

圆柱型阵天线相对于常规的平面阵天线具有空间全方位扫描、搜索跟踪方式灵活和波束方向性好等优点。该文首先从圆柱型阵机载雷达杂波协方差矩阵特征值分布和杂波功率谱距离向分布两个方面分析了圆柱型阵列与均匀平面阵列之间的区别,得到杂波功率谱随距离变化的结论。然后根据圆柱型阵机载雷达杂波分布特点提出了两种不同的杂波抑制方法,它们能够很好地解决圆柱型阵机载雷达杂波距离向分布非均匀的问题。最后通过仿真实验验证了该文方法的正确性。