] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步 详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0056] 本发明实施例提供了一种基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方 法，包括如下步骤：
[0057] S1、根据雷达配置信息确定俯仰角和方位角范围，并离散为高分辨俯仰和方位分 辨单元，根据杂波空时分布与俯仰方位角之间的关系，构造杂波空时导向矢量矩阵；
[0058] S2、构建稀疏恢复模型，利用典型的SR算法估计原始杂波AE谱；
[0059] S3、利用俯仰滤波器消除距离模糊杂波和稀疏恢复过程中产生的伪值，得到高分 辨准确杂波AE谱；
[0060] S4、利用所得的杂波AE谱与CCM之间的数学关系，计算CCM，设计机载非正侧雷达 的自适应处理器，进行目标检测。
[0061] 实施例
[0062] 选取非正侧均匀线阵机载相控阵雷达进行实验，其中实验条件为：发射接收阵元 数均为8 ;相干脉冲间隔内的脉冲数为8 ;阵元间隔0. 115m;载机高度6km，载机速度140m/ s，波长0. 23m，脉冲重复频率2 000HZ，杂噪比60dB，雷达最大作用距离800km，雷达主波束 方位角为90°，方位角范围为[JT/3, 2JT/3]，俯仰角误差Ap= 〇*25°，y =4,俯仰角离散 程度^^ = 64，方位角离散程度Ne = 64,第147个距离单元包含一个归一化多普勒频率为 0. 3、空间频率0. 1的目标。传统统计类方法的训练样本数为128,SR-STAP方法的空间频率 和多普勒频率的离散化程度均为64,SR-STAP方法和本发明方法的训练样本数均为6。
[0063] 从图1可以看出，本发明AESR-STAP方法可以有效消除距离模糊杂波，与统计类方 法和文献[1]SR-STAP方法相比，具有更好的性能；从图2可以看出，统计类方法和文献[1] SR-STAP方法均未能检测出目标所在的距离单元，处在第147个距离单元的目标被其他距 离单元杂波所淹没；而本发明方法可以有效检测出目标，使得目标所在距离单元的输出高 出无目标距离单元最大的输出约13dB。
[0064] 其中，文献[1]为SunK，ZhangH，LiG，MengHD，WangXQ.AnovelSTAP algorithmusingsparserecoverytechnique.IEEEGeoscienceandRemoteSensing Symposium，2009, 5, 336_339〇
[0065] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其特征在于，包括如 下步骤： 51、 根据雷达配置信息确定俯仰角和方位角范围，并离散为高分辨俯仰和方位分辨单 元，根据杂波空时分布与俯仰方位角之间的关系，构造杂波空时导向矢量矩阵； 52、 构建稀疏恢复模型，利用典型的SR算法估计原始杂波AE谱； 53、 利用俯仰滤波器消除距离模糊杂波和稀疏恢复过程中产生的伪值，得到高分辨准 确杂波AE谱； 54、 利用所得的杂波AE谱与CCM之间的数学关系，计算CCM，设计机载雷达的自适应处 理器，进行目标检测。2. 根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其 特征在于，所述步骤Sl的具体步骤为： 311、设俯仰角范围为[〇,31/2]，方位角范围为[0_，0_]，其中0_和0_分别为 由雷达发射和接收波束确定的最小和最大方位角；将俯仰角范围和方位角范围分别离散为 ^和Ne个分辨单元（乂乂》iVK),得：其中，m=l，2，...，Ne，《 =l，2，."，iVp; S12、构造空时导向矢量矩阵为：其中，&&，％)为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元的空时导向矢量，表示 为：其中，?表示Kronecker积，*S1,d，％)和*^(€"，供")分别为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元的时域导向矢量和空域导向矢量：/;"和/"分别为对应第m个方位角单元和第n个俯仰角单元杂波块的多普勒频率和空 间频率，表示为：其中，fprf为脉冲重复频率，X为雷达波长，d为阵元间隔，V。是载机速度，0 p为天线 与雷达飞行方向的夹角。3. 根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其 特征在于，所述步骤S2的具体步骤为： 521、 建立的稀疏恢复模型为： Xl=WHq^al, I = \二,.",L 其中，a:定义为第1个训练单元的杂波AE谱； 522、 根据稀疏恢复理论，通过以下公式计算a1: minIlOT71[0,^tWxl-iF(G^a,\\2<e; 其中，II?IIc代表向量的〇-范数，II?II2代表矩阵的2-范数，e为由噪声决定的常 数。4. 根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其 特征在于，所述步骤S3的具体步骤为： 531、 利用L个训练单元的平均杂波AE谱近似待测单元的杂波AE谱，BP:532、 设R。为待测单元的距离，对应的俯仰角为供。=asinCff/^)，其中H为载机高度，则 待测单元的俯仰滤波器可以表示为AVV0Xl的矢量F。，其中，F。的第j( _/ = 1，2，...,^乂）个 元素为：其中，/2(%)是由第1个训练单元的俯仰角％和俯仰角误差Ap决定的范围，表示为：其中，y为设置的适当常数； 因此，待测单元的准确杂波AE谱为： 其中，G)表示Hadamard积。5. 根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其 特征在于，所述步骤S4中待测单元的CCM可以表示为：其中，为5。的第（m_l)Ne+n个元素，〇 2为噪声功率，I为NKXNK的单位矩阵。6. 根据权利要求1所述的基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，其 特征在于，所述步骤S4中自适应滤波器的权值w。和输出y可分别表示为： y=WhX0; 其中，y为归一化常数参量，I1为R。的逆矩阵，SC/:,乂二)为目标空时导向矢量，乂二和 ?/i表示目标的多普勒频率和空间频率。
【专利摘要】本发明公开了一种基于杂波俯仰方位谱稀疏恢复的机载雷达目标检测方法，利用雷达俯仰、方位和速度等飞行配置参数以及杂波空时关系等先验信息，构造基于杂波俯仰方位信息的空时导向矢量矩阵；在此基础上，利用典型稀疏恢复算法估计原始杂波AE谱，并根据不同距离单元杂波俯仰角的差异，构造俯仰角滤波器消除距离模糊杂波，同时减少伪值，得到准确杂波AE谱；最后，根据杂波AE谱与杂波CCM之间的关系精确估计CCM，设计机载雷达的自适应滤波器，实现动目标检测与定位。本发明使得构造的空时导向矢量矩阵可以在一定程度上克服基失配的影响，使得构造的空时导向矢量矩阵与实际杂波更加匹配，估计的杂波协方差矩阵更加准确。
【IPC分类】G01S7/41
【公开号】CN105223560
【申请号】CN201510681299
【发明人】冯为可, 龙戈农, 郭艺夺, 张永顺, 童宁宁
【申请人】中国人民解放军空军工程大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月13日