距离补偿方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供的距离补偿方法和装置，涉及数据处理领域。应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿。所述方法包括：将所述雷达的各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据，利用稀疏恢复算法，获得该距离单元的杂波空时谱，获得过渡协方差矩阵，将每个所述距离单元的所述过渡协方差矩阵作用于待检测单元，获得变换矩阵，对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。利用稀疏恢复算法不依赖历史数据，且所需训练样本较少，可以实现目标超分辨，改善杂波谱的估计性能，进而提高杂波协方差矩阵的估计精度，提高杂波抑制性能，实现杂波谱的距离依赖性补偿。

【技术实现步骤摘要】
距离补偿方法和装置
本专利技术涉及数据处理领域，具体而言，涉及距离补偿方法和装置。
技术介绍
机载雷达具有部署灵活方便，监控范围广泛等优势，常用于担任远程预警、指挥、监视等重要任务。机载雷达由于处于下视工作状态，检测过程中杂波分布范围广、强度大，呈现出强烈的空时二维耦合特性。空时自适应处理(STAP：Space－TimeAdaptiveProcessing)技术，不同于传统的一维空域波束形成滤波和一维时域多普勒滤波，而是在角度－Doppler二维平面的对角线上形成杂波凹口，自适应地进行滤波处理。常规STAP技术为了得到空时二维最优处理器权矢量，需要通过待检测单元相邻的训练样本单元估计杂波协方差矩阵(CCM：ClutterCovarianceMatrix)，这要求训练样本单元的杂波分布特性与待检测单元趋于一致，即满足独立同分布(IID：IndependentandIdenticallyDistributed)条件。机载雷达正侧视设置情况下，不同距离单元的训练样本满足IID条件，杂波谱沿角度－Doppler二维平面对角线呈直线分布，可以较好地估计出CCM；而在机载雷达非正侧视设置情况下，杂波谱发生弯曲并且展宽，杂波多普勒频率随距离变化而变化，训练样本不再满足IID条件，CCM估计准确性下降，常规STAP方法不再适用。基于配准补偿(RBC：RegistrationBasedCompensation)的距离依赖性补偿方法，通过空时子孔径平滑(SSO：Sub－apertureSmoothingOperation)，重新估计出CCM，然后对其进行特征值分解计算得到变换矩阵，最终实现主瓣和旁瓣的同时补偿。但是子孔径损失和先验信息失配又会给该方法带来新的问题，使得杂波距离依赖性补偿性能下降。
技术实现思路
本专利技术提供距离补偿方法和装置，旨在改善上述问题。本专利技术提供的一种距离补偿方法，应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿。所述方法包括：将所述雷达的各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据，利用稀疏恢复算法，根据每个所述距离单元对应的所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱。根据所述距离单元的所述杂波空时谱，获得过渡协方差矩阵，将每个所述距离单元的所述过渡协方差矩阵作用于待检测单元，获得变换矩阵，根据所述变换矩阵对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。本专利技术实施例提供的一种距离补偿装置，应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿。所述距离补偿装置包括：数据帧转换模块，用于将所述雷达个各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据。杂波空时谱获取模块，用于利用稀疏恢复算法，根据每个所述距离单元对应的所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱。过渡协方差矩阵获取模块，用于根据所述距离单元的所述杂波空时谱，获得过渡协方差矩阵。变换矩阵获取模块，用于将每个所述距离单元的所述过渡协方差矩阵作用于待检测单元，获得变换矩阵，根据所述变换矩阵对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。上述本专利技术实施例提供的距离补偿方法和装置，应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿。先获取所述雷达的各个距离单元杂波数据，进行分块处理，获得叠加形式的回波数据，进而得到各个距离单元回波数据的等效多帧数据，将所述距离单元的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据，利用稀疏恢复算法，根据所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱。根据所述杂波空时谱，即可获取每个距离单元的过渡协方差矩阵。最后，根据每个所述距离单元的过渡协方差矩阵，获得所述雷达的变换矩阵，根据所述变换矩阵对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。利用稀疏恢复算法不依赖历史数据，且所需训练样本较少，可以实现目标超分辨，改善杂波谱的估计性能，进而提高杂波协方差矩阵的估计精度，提高杂波抑制性能，实现杂波谱的距离依赖性补偿。依赖稀疏恢复算法代替空时子孔径平滑，全孔径估计杂波空时谱，避免了子孔径损失和先验信息失配的影响。且系统自由度增加以及不依赖于先验信息，对于存在阵元误差的情况下，系统鲁棒性进一步提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的距离补偿方法和装置所应用的计算机的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的距离补偿方法的步骤流程图；图3为本专利技术第一实施例提供的距离补偿方法的过程示意图；图4为本专利技术第二实施例提供的距离补偿装置的功能模块图。具体实施方式本领域技术人员长期以来一直在寻求一种改善该问题的工具或方法。鉴于此，本专利技术的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，得出本方案所示的距离补偿方法和装置。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，是本专利技术实施例提供的距离补偿方法所应用的计算机100的方框示意图。所述计算机100包括距离补偿装置101、存储器102、存储控制器103、处理器104、外设接口105、输入输出单元106、显示单元107等。所述存储器102、存储控制器103、处理器104、外设接口105、输入输出单元106、显示单元107等各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述距离补偿装置101包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器中或固化在所述计算机100的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器104用于执行存储器中存储的可执行模块，例如所述距离补偿装置101包括的软件功能模块或计算机程序。其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead－OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead－OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead－OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种距离补偿方法，其特征在于，应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿，所述方法包括：将所述雷达的各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据；利用稀疏恢复算法，根据每个所述距离单元对应的所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱；根据所述距离单元的所述杂波空时谱，获得过渡协方差矩阵；将每个所述距离单元的所述过渡协方差矩阵作用于待检测单元，获得变换矩阵，根据所述变换矩阵对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。

【技术特征摘要】
1.一种距离补偿方法，其特征在于，应用于单基地线阵的机载多输入多输出的雷达在非正侧视情况下，各发射阵元波形正交时的距离补偿，所述方法包括：将所述雷达的各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据；利用稀疏恢复算法，根据每个所述距离单元对应的所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱；根据所述距离单元的所述杂波空时谱，获得过渡协方差矩阵；将每个所述距离单元的所述过渡协方差矩阵作用于待检测单元，获得变换矩阵，根据所述变换矩阵对所述雷达的各个距离单元的距离门数据进行距离补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述雷达的各个距离单元接收的单帧数据转换为对应的相控阵的多帧数据的步骤包括：将所获取的所述距离单元的所述单帧数据分成多个杂波块；获取每个所述杂波块的多普勒频率和空间频率的对应关系；根据全部所述杂波块的所述对应关系获取所述相控阵的多帧数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用稀疏恢复算法，根据每个所述距离单元对应的所述相控阵的多帧数据，获得该距离单元的杂波空时谱的步骤包括：根据所述相控阵的多帧数据，构建所述雷达的稀疏模型；建立稀疏超完备基；获取所述稀疏超完备基在所述稀疏模型上的杂波时空谱。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述距离单元的所述杂波时空谱，获得过渡协方差矩阵的步骤包括：根据稀疏恢复算法求解所述杂波时空谱，获得稀疏协方差矩阵；根据所述稀疏协方差矩阵，重构所述过渡协方差矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据稀疏恢复算法求解所述杂波时空谱，获得稀疏协方差矩阵的步骤包括：根据所述稀疏恢复算法，求解所述杂波时空谱，获取杂波时空谱估计和超完备基矩阵；根据所述杂波时空谱估计和所述超完备基矩阵，计算所述稀疏协方差矩阵。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61