机载双基STAP非线性时变加权技术的研究

针对机栽双基地雷达杂波的距离相关特性,提出一种新的基于非线性时变加权(NL-TVW)技术的空时自适应处理(STAP)方法用于抑制双基杂波.该方法考虑了双基杂波角度一多普勒频率特性随距离变化的非线性因素,可有效抑制来自远、中及近距离场景中的杂波回波.此外,NL-TVW方法是与数据相关的,可自适应地补偿双基杂波的距离非平稳性而无需了解有关雷达平台或场景的先验知识.仿真结果表明:在不同双基距离的场景下,非线性时变加权法比基于线性时变加权的STAP方法和无任何补偿措施的双基STAP方法有更优的杂波抑制性能.     

双基地机载预警雷达空时自适应处理方法

本文在文献[1] 所建杂波模型的基础上,进一步研究空时自适应处理对双基地机载预警雷达杂波的抑制问题.深入分析了双基地机载预警雷达杂波距离多普勒特性,进而提出了一种基于距离多普勒补偿的空时二维自适应处理方法.理论分析与计算机仿真表明,该算法能有效实现工作于低重频时双基地机载预警雷达杂波抑制.     

一种指数形式时变加权的机载双基雷达STAP算法

针对机载双基雷达杂波距离向分布非平稳,统计型空时自适应处理技术杂波抑制性能急剧下降问题,提出一种基于指数形式时变加权算法.该方法引入距离的非线性函数表示杂波的变化特性,通过对样本数据进行指数形式扩展,实现杂波非平稳分布的补偿.理论分析和仿真实验表明,所提方法能有效抑制来自不同距离的双基杂波,在急剧变化的杂波环境下性能优...     

利用发射角度的双基地MIMO 雷达杂波抑制方法

双基地雷达中引入多输入多输出(MIMO)技术,可以从接收数据中获取双基地雷达发射角度信息。这一新增的角度信息用于空时自适应处理,获得发射空间-接收空间和多普勒3 维杂波谱。该文旨在对双基地MIMO 雷达空时自适应处理抑制杂波方法进行综述。首先介绍了双基地MIMO 雷达信号模型,然后介绍了几种正侧视双基地MIMO 雷达空时3 维自适应处理方法(3D-STAP),包括3 维线性最小方差(3D-LCMV)方法、3 维辅助通道方法、3维局域化联合处理以及3 维投影的空时3 维降维杂波抑制方法,仿真分析表明这些降维方法能够有效提高小样本条件下的双基地MIMO 雷达距离依赖杂波抑制性能。最后,对双基地MIMO 雷达空时自适应处理研究做了总结和展望。      

基于相似性度量的非正侧阵杂波谱补偿方法

在非正侧阵雷达中的杂波谱随距离发生变化,造成杂波统计特性估计不准确,空时二维自适应处理中滤波器的杂波凹口变宽.为了克服这个难题,根据杂波模型提出了一种基于相似性度量的谱补偿方法.该方法首先将待检单元的导向矢量与相邻单元的导向矢量进行内积,作为谱结构相似性的度量,然后依此度量值,对接收数据的杂波协方差矩阵进行加权处理,最后用传统的空时自适应算法进行杂波抑制.仿真证明了该方法可以有效地消除杂波谱的非平稳性,提高雷达抑制杂波的性能.     

基于稀疏贝叶斯学习的机载双基雷达杂波抑制

机载双基雷达杂波与构型有关且具有严重的距离依赖性,因此杂波脊复杂多变,独立同分布(IID)的样本很少。传统的空时自适应处理(STAP)方法受独立同分布样本数的限制,对机载双基雷达杂波的抑制性能有限。基于机载雷达杂波在角度-多普勒域分布的稀疏特性和稀疏贝叶斯学习(SBL)在稀疏信号重建方面的优势,该文将SBL算法应用于较为复杂的机载双基雷达双动模式下杂波抑制,该方法可以用少量训练单元杂波估计待测距离单元的杂波协方差矩阵(CCM),然后进行空时自适应处理;同时,该算法不需要样本独立同分布,在双基双动模式下对杂波的抑制性能较好,仿真结果验证了算法的有效性。     

基于俯仰维信息的天基双基地雷达正交投影STAP算法

分析了天基双基地雷达的地杂波距离模糊引起的杂波多普勒展宽特性.针对天基双基地雷达距离模糊杂波的抑制问题,提出了一种基于俯仰维信息的正交投影(OP)空时自适应处理(STAP)算法.该算法利用杂波空间导向矢量中的俯仰信息来构造正交投影矩阵,然后对投影后的空时数据进行空时自适应处理.结果表明,基于俯仰维信息的正交投影变换实现...     

幅相误差下基于CMCAP-JDL的低空风切变风速估计

针对机载气象雷达存在幅相误差的情况下，导致杂波抑制性能下降，低空风切变风速估计结果不准确的问题，本文提出了一种基于组合空时主通道-局域联合空时自适应处理（Combined Space-time Main Channel Adaptive Processing, CMCAP-JDL）低空风切变风速估计方法。该方法首先对雷达回波数据进行距离依赖性矫正及杂波协方差矩阵估计；然后对空域和时域加权，形成空域主波束和时域主通道，同时增加多个局域处理区域参与联合处理的方式来构造自适应降维处理器；最后使用权矢量对降维后的回波数据实现自适应滤波，完成幅相误差情况下风场速度的准确估计。仿真结果表明，该方法能够在幅相误差的情况下，实现低空风切变风速的准确估计。      

双基地机载预警雷达空时二维杂波建模及杂波特性分析

本文建立了双基地机载预警雷达空时二维杂波模型,其中考虑了双基地雷达的几何配置、雷达的系统参数、各种误差及距离模糊等实际因素对杂波谱的影响.基于该模型分析了杂波特性,并计算了杂波的空时二维似然谱,结果表明所建杂波模型是合理的.该模型是研究双基地机载预警雷达杂波抑制与空时自适应处理技术的基础.     

一种基于改进A2DC的机载双基杂波谱补偿方法

机载双基预警雷达目标探测系统具有较高的安全性和稳健的探测性能,但其非理想探测构型会造成杂波的非平稳性。传统自适应角度多普勒补偿(A2DC)方法对每个距离门的杂波数据进行空-时两维谱中心的估计,能够有效地补偿双基杂波因复杂构型引入的非平稳误差。然而,当回波中有较强的目标干扰信号时,自适应角度多普勒补偿方法会错误地估计该距离门杂波信号的空-时中心频率,造成目标信号产生相消现象。针对该问题,文中提出一种基于改进的A2DC的双基杂波谱补偿方法。所提方法将自适应角度多普勒补偿和广义内积法相结合,在杂波非平稳误差初步补偿之后剔除含有“疑似目标”的非均匀距离样本;并用该距离门附近样本的杂波谱中心估计参数构成相应的补偿矩阵,对该距离单元杂波数据进行角度-多普勒域的谱误差精确补偿;最终根据双基杂波非平稳误差精细化补偿后的样本数据,实现地理杂波的有效抑制,且有效避免了动目标信号因空域相消导致信杂噪比严重降低的问题。机载双基雷达杂波抑制和动目标检测的仿真实验结果表明,所提方法在面对多目标信号干扰时具有优良的双基杂波距离依赖补偿效果,从而完成稳健的地理杂波对消和动目标信号的可靠探测。     

一种新的机载雷达信号处理流程结构可行性证明及拓展性研究

常规机载雷达信号处理流程通常把脉压 (PC) 处理放在空时自适应处理 (STAP) 之前,系统要对每个空域通道的每个脉冲进行脉压,运算量很大.本文针对将PC置于STAP之后的处理结构,对其可行性进行了理论证明.该处理结构具有三个优点:一是大大降低脉压运算量 (若按N个空域通道计算,最大可降低N倍),二是提供了对脉压多普勒频移补偿的可能,三是更利于STAP中自适应权的形成.结合新处理结构的第二个优点,本文给出一种适于提高距离分辨力的脉压补偿方法.最后通过实测数据实验验证了新处理结构的可行性及脉压补偿方法的正确性.     

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.     

通道失配对STAP性能的影响分析及均衡结果

通道频带失配严重影响着空时自适应处理(STAP)的性能,定量地了解通道频带失配对STAP性能的影响对于工程实际有重要意义,本文基于现有的通道频带失配模型,从理论上推导了存在通道失配时和与无通道失配时的杂波协方差函数之间的关系,并分析了通道失配对目标信号的影响,最后针对不同的失配参数对STAP性能的影响进行了仿真分析,并利用两种均衡方法给出了均衡后的结果.     

稳健的局域STAP处理器

针对现有局域空时自适应(STAP)处理器的不足,提出了一种对杂波复杂度和干扰环境变化更加稳健的局域STAP处理器—FDSP (Flexible DOF STAP Processor).该处理器根据外部干扰环境的变化情况,依据准则自适应地调整系统自由度.它不仅降低了非主杂波区杂波抑制的计算量,并且可以有效抑制有源干扰.给出了该处理器的实现方法和权值递推求解的快速算法.利用实测数据证明了该处理器的有效性.     

机载雷达多通道STAP系统设计实现

空时二维自适应处理(STAP)是机载雷达有效抑制杂波和干扰的关键技术,现阶段该技术研究的热点难点之一是大数据流下的高精度实时系统实现问题.本文采用均衡任务处理的方法设计了STAP并行系统,在分析了STAP系统任务特点后,给出了系统任务和任务级的测试基准,基于多DSP异构处理板提出了四通道STAP系统的设计方案并予以实现,系统级测试结果分析表明系统具有较好的均衡性,最后提出几点STAP系统设计实现中的关键问题.     

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.     

非均匀杂波环境3D-STAP方法研究

 传统二维空时自适应处理(2D-STAP)利用与待检测单元相邻单元的独立同分布杂波样本估计待检测单元的杂波特性.而许多实际应用情况中(如前向阵),杂波谱分布随距离(俯仰角)变化而变化,杂波统计特性与距离(俯仰角)相关,呈现非均匀性,2D-STAP方法性能严重下降.本文首先对非正侧面阵配置所产生的与俯仰角相关的杂波分布规律进行了分析,然后对3D-STAP方法能有效解决与俯仰角相关的杂波非均匀问题的本质机理进行了研究,最后通过仿真实验从杂波抑制性能和运算量两个方面,论证了非均匀杂波环境下3D-STAP方法的综合性能.     

STAP在双基地雷达中的应用

讨论了空时二维自适应信号处理(STAP)在空载双基地雷达中应用的特点,并给出了几种不同处理方法的性能比较,同时验证了STAP方法可用于空载双基地雷达。     

一种STAP算法关键技术的FPGA实现

提出了一种使用FPGA搭建的阵列信号处理系统,可以实现降维空时自适应算法,软件上以IP核为运算元素并突出并行流水线处理结构,文中给出了实现例并进行了功能和时序分析,具有不错的应用和推广价值。     

导航终端空时二维联合抗干扰实现方法

导航终端的空时二维级联自适应处理(STAP)抗干扰技术涉及采样协方差矩阵的求逆运算,实际使用中往往难以满足实时性要求。针对该问题,在分析传统算法的基础上,提出了一种线性化迭代的权值更新算法。仿真结果表明该算法可在降低运算量和实现复杂度的基础上使干扰抑制性能接近最优,同时给出了该算法的一种工程实现方案。