基于FDA-MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FDA

Time domain sliding window 3D multi-channel joint clutter suppression method based on fda-mimo radar

【技术实现步骤摘要】
基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法


[0001]本专利技术属于雷达信号处理
，具体涉及一种基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法。

技术介绍

[0002]机载预警雷达在进行地面动目标检测时，由于处于下视工作，此时雷达面临很强的地杂波干扰，动目标可能会淹没在杂波中，有必要进行杂波抑制处理。FDA
‑
MIMO雷达在发射域引入了距离维自由度，能够分离不同模糊区域杂波，进行三维自适应信号处理。三维自适应处理增加了发射维，估计协方差矩阵时也需要更多满足独立同分布条件的样本数据，因此有必要进行降维处理。同时考虑误差存在时，也需要更加稳健的处理方法。
[0003]三维局域联合的降维处理方法通过多普勒滤波器联合发射
‑
接收二维空间波束形成选取合适的三维波束，从而对接收数据实现降维处理，最后对降维后的多个三维波束的数据进行三维自适应处理，实现杂波抑制，同时减小了所需样本数量。
[0004]三维局域联合处理方法虽然在理想条件下性能良好，但是存在通道幅相误差时，该方法的性能有所下降。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法，所述杂波抑制方法包括：
[0007]步骤1、M个发射阵元在相干处理间隔内传输K+2个脉冲，每个接收阵元接收的回波数据包含L个距离单元的数据，其中，FDA
‑
MIMO雷达包括M个发射阵元和N个接收阵元；
[0008]步骤2、对所述回波数据依次进行下变频、AD变换、匹配滤波和Bulter多波束预处理，得到预处理后的脉冲数据；
[0009]步骤3、针对第l个距离单元，对第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的脉冲数据分别进行不滑动、滑1次窗和滑2次窗处理，对应得到数据数据和数据其中，所述数据包括第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第1个脉冲数据至第K个脉冲数据，所述数据表示第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第2个脉冲数据至第K+1个脉冲数据，所述数据表示第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第3个脉冲数据至第K+2个脉冲数据，0<l≤L，0<m≤M，0<n≤N；
[0010]步骤4、将所有所述数据所述数据和所述数据排成总矢量；
[0011]步骤5、针对第l个距离单元，对所述总矢量进行时域多普勒滤波后，选取相邻三个
多普勒通道的输出联合发射域、接收域得到数据矢量
[0012]步骤6、根据所述数据矢量得到二次协方差矩阵R
TD
；
[0013]步骤7、基于所述二次协方差矩阵R
TD
和总导向矢量s
TD
，根据线性约束最小方差准则得到权向量w，所述总导向矢量s
TD
通过发射导向矢量、接收导向矢量和时域导向矢量得到；
[0014]步骤8、获取降维处理后的所述权向量w的最佳权向量w
TD
；
[0015]步骤9、基于所述最佳权向量w
TD
，对各距离单元的预处理后的脉冲数据进行自适应滤波处理，得到杂波抑制后的输出结果z。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述总矢量为：
[0017][0018]其中，(
·
)
T
表示矩阵转置运算，0<m≤M，0<n≤N。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤5包括：
[0020]步骤5.1、针对第l个距离单元，对所述总矢量进行时域多普勒滤波后，选取相邻三个多普勒通道的输出，所述输出为：
[0021][0022]其中，w
tq
分别为第k、k
‑
1、k+1个多普勒通道所加的时域权，Ι
MN
为MN
×
MN的单位矩阵，(
·
)
H
表示矩阵共轭转置运算；
[0023]步骤5.2、将所述输出重排成数据矢量所述数据矢量为：
[0024][0025]在本专利技术的一个实施例中，所述二次协方差矩阵R
TD
为：
[0026][0027]其中，E[
·
]表示数学期望。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，所述总导向矢量s
TD
为：
[0029][0030]其中，s
T
(f
T
)表示发射导向矢量，f
T
表示发射频率，s
R
(f
R
)表示接收导向矢量，f
R
表示接收频率，s1(f
dk
)表示时域导向矢量，f
dk
表示时域归一化频率，s2＝[1,D1,D2]T
，
w
tk
‑1、w
tk
、w
tk+1
分别为第k
‑
1、k、k+1个多普勒通道所加的时域权，(
·
)
H
表示矩阵共轭转置运算。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，所述权向量w的求取方法为：
[0032][0033]其中，s.t.表示约束条件。
[0034]在本专利技术的一个实施例中，所述最佳权向量w
TD
为：
[0035][0036]其中，s
TD
表示总导向矢量，R
TD
表示二次协方差矩阵。
[0037]在本专利技术的一个实施例中，所述输出结果z为：
[0038][0039]其中，x
l
表示各距离单元的预处理后的脉冲数据。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]为了解决全维处理所需样本众多，本专利技术的目的是提出一种基于时域滑窗的三维多通道联合距离模糊杂波抑制方法，用于FDA
‑
MIMO体制雷达，能够分离不同距离模糊杂波，该方法在降维的同时提高了误差的稳健性，有效抑制了杂波，提高可检测运动目标的多普勒频率范围。
附图说明
[0042]图1是本专利技术实施例提供的一种基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法的流程示意图；
[0043]图2是本专利技术实施例提供的一种基于时域滑窗的三维多通道联合距离模糊杂波抑制方法原理图；
[0044]图3是本专利技术实施例提供的一种输出曲线图；
[0045]图4是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法，其特征在于，所述杂波抑制方法包括：步骤1、M个发射阵元在相干处理间隔内传输K+2个脉冲，每个接收阵元接收的回波数据包含L个距离单元的数据，其中，FDA
‑
MIMO雷达包括M个发射阵元和N个接收阵元；步骤2、对所述回波数据依次进行下变频、AD变换、匹配滤波和Bulter多波束预处理，得到预处理后的脉冲数据；步骤3、针对第l个距离单元，对第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的脉冲数据分别进行不滑动、滑1次窗和滑2次窗处理，对应得到数据数据和数据其中，所述数据包括第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第1个脉冲数据至第K个脉冲数据，所述数据表示第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第2个脉冲数据至第K+1个脉冲数据，所述数据表示第n个接收通道接收到经第m个发射通道发射的预处理后的第3个脉冲数据至第K+2个脉冲数据，0<l≤L，0<m≤M，0<n≤N；步骤4、将所有所述数据所述数据和所述数据排成总矢量；步骤5、针对第l个距离单元，对所述总矢量进行时域多普勒滤波后，选取相邻三个多普勒通道的输出联合发射域、接收域得到数据矢量步骤6、根据所述数据矢量得到二次协方差矩阵R
TD
；步骤7、基于所述二次协方差矩阵R
TD
和总导向矢量s
TD
，根据线性约束最小方差准则得到权向量w，所述总导向矢量s
TD
通过发射导向矢量、接收导向矢量和时域导向矢量得到；步骤8、获取降维处理后的所述权向量w的最佳权向量w
TD
；步骤9、基于所述最佳权向量w
TD
，对各距离单元的预处理后的脉冲数据进行自适应滤波处理，得到杂波抑制后的输出结果z。2.根据权利要求1所述的基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法，其特征在于，所述总矢量为：其中，(
·
)
T
表示矩阵转置运算，0<m≤M，0<n≤N。3.根据权利要求2所述的基于FDA
‑
MIMO雷达的时域滑窗三维多通道联合杂波抑制方法，其特征在于，所述步骤5包括：步骤5.1、针对第l个距离单元，对所述总矢量进行时域多普勒滤波后，选取相邻三个多普勒通道的输出，所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，吴晓春，刘志鑫，许京伟，李西敏，兰岚，贺雄鹏，刘永军，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：