基于主瓣雜波高效配準的機載非正側(cè)視陣雷達STAP算法研究

王 杰 沈明威 吳 迪 朱岱寅

①(河海大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院 南京 211100)

②(南京航空航天大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 南京 210016)

1 引言

機載雷達是現(xiàn)代戰(zhàn)場動目標探測的重要傳感器。但機載雷達下視工作，雜波譜嚴重展寬，導(dǎo)致慢速目標檢測性能下降。1973年，Reed和Brennan提出了在空時2維平面自適應(yīng)抑制雜波的空時自適應(yīng)處理(STAP)的概念[1,2]，STAP技術(shù)能顯著提高機載雷達對慢速目標的探測性能[3]。近40年來，STAP一直是雷達信號處理領(lǐng)域的研究熱點，也是新一代機載雷達雜波抑制的關(guān)鍵技術(shù)。

STAP技術(shù)的研究已由正側(cè)視陣雷達逐漸轉(zhuǎn)向其他各種陣面構(gòu)型，比如前視陣，斜側(cè)視陣和共形陣雷達[4]。由于非正側(cè)視陣雷達雜波特性明顯不同于正側(cè)視陣，因此基于正側(cè)視陣提出的STAP算法就不一定適合非正側(cè)視陣雷達。由于非正側(cè)視陣雷達，其雜波在近程隨距離嚴重非平穩(wěn)，此時如果直接利用相鄰距離單元來估計雜波協(xié)方差矩陣，必然導(dǎo)致STAP濾波器的凹口嚴重展寬。

解決機載非正側(cè)視雷達雜波距離空變特性的主要方法是對雜波譜進行配準補償，如多普勒頻移(Doppler Warping,DW)[5]補償，角度多普勒補償(Angle Doppler Compensation,ADC)[6,7]，自適應(yīng)角度多普勒補償(Adaptive Angle Doppler Compensation,A2DC)[8]等。但上述算法的補償參數(shù)一是根據(jù)雷達系統(tǒng)參數(shù)直接計算，誤差下補償性能比較差[9,10]；二是采用基于空時子孔徑平滑后的MVDR譜估計補償系數(shù)，但子孔徑平滑降低了MVDR譜分辨率且運算量極大。本文采用時空級聯(lián)方法，對主雜波所在多普勒單元采用稀疏重構(gòu)技術(shù)，高效高精度估計主雜波2維頻譜坐標，然后采用自適應(yīng)配準及后續(xù)的3DT[11]進行雜波抑制。……