机载雷达空时自适应处理降维方法研究

摘要

随着科学技术和各种装备的发展，现代战争对雷达的要求越来越高。机载相控阵雷达以其独特的优势受到越来越多研究人员的关注，但是其在下视工作时会受到地杂波的显著影响，平台的运动和外界环境的变化带来的杂波谱在多普勒域的扩展和距离上的不均匀性使得杂波抑制变得困难。空时自适应处理(STAP)是一种在空域和时域上实现自适应抑制杂波和干扰的处理技术，能够有效提高了雷达的杂波抑制能力和动目标检测性能。虽然全维STAP可得到最优性能，但超高的系统自由度带来的所需样本数巨大，难以实际应用。另外，其实现的计算复杂度也难以接受。因此开展机载雷达空时自适应处理降维方法的研究具有重要意义。本论文主要从辅助通道法降维结构设计和阵元域降维两方面开展研究，提出了三种简化的辅助通道算法和一种基于差分进化算法的子阵划分方式。主要工作内容概括如下：
　　1.机载雷达杂波特性及STAP算法研究。首先建立了机载雷达相控阵天线的回波信号模型，从多普勒特性、角度多普勒特性和距离多普勒特性三方面对杂波特性进行了深入的分析研究。然后介绍了STAP的基本理论及其实际应用中存在的问题。最后仿真了一些常用的降维算法并作了对比分析。
　　2.基于辅助通道法的降维STAP研究。当存在阵列幅相误差时，传统的辅助通道法处理性能急剧下降，同时也很难应用于大型相控阵雷达中。本论文针对以上两个问题提出了三种简化的辅助通道算法，并通过仿真实验比较了本文所提出简化的辅助通道算法和传统的辅助通道算法，验证了所提方法的有效性。
　　3.阵元域降维STAP研究。大型相控阵雷达的天线单元数极多，一般需要在阵元域作降维处理。首先研究了相控阵天线的子阵划分原理和常用的划分方式，并总结出子阵划分准则，然后本论文基于以上准则提出了一种基于差分进化算法的划分方式，最后通过实验证明了所提方法可以快速而准确地得到最优划分方式。

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第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究历史与现状

1.3本文的研究内容

第二章机载雷达空时二维杂波特性研究

2.1引言

2.2机载相控阵雷达回波信号模型

2.3机载雷达杂波特性

2.4本章小结

第三章空时自适应处理算法研究

3.1引言

3.2空时自适应处理的基本原理

3.3降维空时自适应处理的基本原理

3.4降维自适应算法研究

3.5仿真实验

3.6本章小结

第四章基于辅助通道法的降维STAP处理方法研究

4.1引言

4.2简化的辅助通道算法

4.3仿真实验

4.4本章小结

第五章基于差分进化算法的降维STAP处理方法研究

5.1引言

5.2相控阵天线子阵划分原理

5.3子阵划分方法

5.4差分进化算法划分子阵

5.5仿真实验

5.6本章小结

第六章工作总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

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