空时二维自适应处理技术应用研究

摘要

随着电子技术的快速发展，空时二维自适应处理（STAP）经过近三十来年的理论研究，已经具备了工程应用的条件。对于机载预警雷达，STAP技术同时具备较强的杂波抑制和抗干扰能力，能提高雷达系统的检测能力。若采用全通道的自适应处理，则运算量具大，并不适宜在雷达系统直接应用，只有采用合适的降维处理算法，STAP的工程应用才能成为可能。 本文首先分析了机载预警雷达天线的性能，介绍了杂波数据的仿真，并分析二维杂波谱的特点。 接着阐述了STAP算法的基本原理，介绍了空域、时域降维方法，在空域上采用了子阵降维和波束域降维，在时域上采用3DT的方法，通过仿真，分析了杂波抑制的性能，降维STAP算法都能很好地抑制主杂波，提高低速目标检测能力。在文中，还分析了不同的阵面安装位置的杂波谱特点，采用降维STAP均具有较好的杂波抑制的效果。 考虑在复杂电磁环境下干扰对雷达性能的影响，在文中仿真了噪声干扰等几种干扰形式对雷达频谱的污染，并采用广义内积（GIP）、采样矩阵求逆（SMI）以及基于特征分解的子空间信号估计算法对孤立干扰进行估计，通过仿真，给出STAP对单个主瓣、副瓣噪声干扰，以及四个副瓣噪声的抑制性能，结果表明具有较好的抑制效果。本文同时分析了阵元幅相误差对天线性能、降维STAP性能的影响，10％幅度、6度相位误差在系统的允许范围之内。 最后对全文作了总结，并展望今后的发展。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景及其意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

2机载相控阵雷达的杂波特性及其分析

2.1引言

2.2天线模型

2.2.1理想情况的天线阵面性能

2.2.2有幅相误差的天线性能

2.3机载相控阵雷达建模

2.3.1杂波空间起伏模型

2.3.2非均匀性杂波回波仿真

2.4机载相控阵雷达杂波特性分析

2.4.1二维杂波谱分布

2.4.2功率谱

2.4.3局域杂波自由度分析

2.5本章小结

3 STAP及降维原理

3.1概述

3.2常规雷达信号处理原理

3.3全空时二维自适应信号处理

3.4 STAP降维处理原理

3.4.1空时域降维处理统一框架

3.4.2时域降维mDt-SAP原理

3.4.3空域降维STAP原理

3.5本章小结

4降维STAP杂波抑制性能分析

4.1概述

4.2抑制杂波性能分析

4.3改善因子

4.4平均输出功率

4.5空时二维频率响应图

4.6杂波输出谱

4.7幅相误差的影响

4.8本章小结

5不同阵面安装形式的STAP性能分析

5.1概述

5.2非正侧面阵杂波分布特性

5.3杂波协方差矩阵分析

5.4杂波自由度分析

5.5改善因子比较

5.6频域响应

5.7本章小结

6杂波与干扰同时抑制的性能分析

6.1概述

6.2干扰的形式

6.3孤立杂波和干扰信号的剔除方法

6.4抗噪声干扰效果分析

6.4.1一个噪声干扰

6.4.2抗四个干扰效果分析

6.5本章小结

7结论

致谢

参考文献