基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法。該發(fā)明首先將待檢測樣本空時采樣數(shù)據(jù)通過時域快速傅里葉變換（FFT）轉(zhuǎn)換到陣元—多普勒域，然后逐多普勒單元分別采用空域稀疏重構(gòu)技術(shù)估計高分辨率二維角度—多普勒譜，最后在圖像域基于先驗知識輔助實現(xiàn)雜波抑制和動目標檢測。本發(fā)明能有效抑制地海雜波實現(xiàn)慢動目標檢測，且運算量小易于工程實施。
【專利說明】基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及機載雷達雜波抑制技術(shù)，研究基于信號稀疏重構(gòu)技術(shù)直接利用檢測樣本數(shù)據(jù)進行目標檢測的高效空時自適應處理(STAP )方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機載雷達下視工作，地雜波頻譜寬、強度大，因此對雜波進行有效抑制是提高機載雷達探測性能的重要手段。空時自適應處理(STAP)在二維平面聯(lián)合設計自適應濾波器，能有效抑制雜波和有源干擾，是新一代預警機雷達的核心技術(shù)。但STAP作為一種統(tǒng)計自適應處理算法，其性能只有在雜波滿足獨立同分布(IID)條件下才能充分發(fā)揮。
[0003]機載雷達實際工作環(huán)境受地形起伏、陣面構(gòu)型等多種因素影響，其雜波分布必然呈現(xiàn)非均勻特性。非均勻檢測器、雜波譜補償?shù)确椒ㄊ歉纳齐s波非均勻特性的有效手段，但增加的處理流程加劇了 STAP算法復雜度，進而限制了 STAP的工程應用。T.Sarkar以孤立干擾濾除為核心概念，提出了僅用待檢測單元為樣本濾除其中干擾和雜波的直接數(shù)據(jù)域方案(DDD)，其性能在系統(tǒng)誤差下會急劇惡化。但DDD方案有效消除了各種非均勻現(xiàn)象對STAP算法的性能影響，取消了對雜波協(xié)方差矩陣的限制，且各檢測單元能并行處理，適合工程實施。
[0004]STAP雜波抑制的核心思想是基于雜波與待檢測目標在角度-多普勒域的不同分布軌跡，但常規(guī)FFT變換得到的二維譜分辨率較差，限制了對慢速目標的檢測。有文獻提出了采用稀疏重構(gòu)技術(shù)直接獲得檢測單元高分辨率二維譜的數(shù)據(jù)域STAP方案，但在全空時域構(gòu)建一組超完備基反演雜波與目標信號的反射強度，其運算量目前無法實時處理。因此，本發(fā)明研究了一種高效的直接數(shù)據(jù)域STAP方案，該方案通過時域?qū)⒕S，在陣元-多普勒域稀疏重構(gòu)高分辨率二維譜，進而在圖像域?qū)崿F(xiàn)雜波抑制和目標檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，克服了各種非均勻現(xiàn)象對STAP算法性能的影響和STAP算法運算量大無法實時處理的難題，提出了一種基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的高效直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明首先將待檢測樣本空時采樣數(shù)據(jù)通過時域快速傅里葉變換(FFT)轉(zhuǎn)換到陣元一多普勒域，然后逐多普勒單元分別采用空域稀疏重構(gòu)技術(shù)估計高分辨率二維角度一多普勒譜，最后在圖像域采用距離增長算法提取雜波與目標信息并基于先驗知識輔助實現(xiàn)雜波抑制和動目標檢測。
[0008]一種基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法，包括如下步驟:
[0009]1.時域快速傅里葉變換(FFT)
[0010]假定機載雷達接收天線為N個陣元，間距為半波長的均勻線陣。一次相干處理間隔內(nèi)時域脈沖數(shù)為K，則第I個距離單元接收信號X1為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于降維稀疏重構(gòu)空時譜的直接數(shù)據(jù)域動目標檢測方法，其特征在于包括如下步驟: 1.時域快速傅里葉變換(FFT) 假定機載雷達接收天線為N個陣元，間距為半波長的均勻線陣，一次相干處理間隔內(nèi)時域脈沖數(shù)為K，則第I個距離單元接收信號X1為:
2.空域稀疏重構(gòu) 經(jīng)時域FFT后，對陣元-多普勒域數(shù)據(jù)逐多普勒單元進行空域稀疏重構(gòu)即可獲得高分辨的二維角度-多普勒譜；第i個多普勒單元輸出信號Sd1」可表示為:
3.雜波與動目標信息提取 對二維稀疏重構(gòu)空時譜在無雜波的清晰區(qū)估計噪聲平均功率S ^ ;考慮雷達待檢測目標信噪比一般不小于13dB，本發(fā)明設定門限值
4.知識輔助動目標檢測 提取雜波和目標信息后，為降低運算量采用兩級級聯(lián)方案首先剔除連續(xù)分布雜波，進而根據(jù)雜波先驗分布知識剔除不連續(xù)稀疏雜波，剰余信息即對應待檢測動目標；假定提取的不同信息塊為Bk，定義Bk對應的區(qū)域大小為
【文檔編號】G01S7/41GK103454624SQ201310432070
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】沈明威, 王杰 申請人:河海大學