本發(fā)明涉及信號處理技術領域，特別涉及基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法。

背景技術：

機載雷達工作于下視狀態(tài)進行運動目標檢測時會收到地面反射回來的雜波，強地雜波會淹沒目標信號，降低雷達探測性能?？諘r自適應處理技術通過空域和時域的聯(lián)合處理，可以很好地抑制雜波，提高機載雷達對地探測時的性能?？諘r自適應處理求自適應權值的時候需要估計雜波的協(xié)方差矩陣，通常是由待處理單元的附近距離單元估計得到。當雷達工作于非均勻雜波環(huán)境時，不同距離門的雜波統(tǒng)計特性可能會相差很大，通過附近距離門估計待處理單元雜波協(xié)方差矩陣的時候會導致所估計的雜波協(xié)方差矩陣不準確，使得空時自適應處理的性能下降。

對于雜波協(xié)方差矩陣的估計，現(xiàn)有的傳統(tǒng)估計方法主要有兩種：

1)將雷達回波數(shù)據(jù)均勻分為若干段，直接用所在段的樣本估計該段所有距離單元的雜波協(xié)方差矩陣，但當雷達回波數(shù)據(jù)非均勻時，所估計的雜波協(xié)方差矩陣是不準確的；

2)將雷達回波數(shù)據(jù)均勻分為若干段，對每一段通過非均勻檢測器剔除非均勻樣本，然后用剩下的“均勻”樣本估計待處理單元的雜波協(xié)方差矩陣，該方法雖然剔除了非均勻樣本，但是有時剔除的效果并不好，并且，當待處理單元本身就是非均勻樣本時，用均勻樣本顯然不能很好的估計待處理單元的雜波協(xié)方差矩陣，進而導致空時自適應處理的性能下降。

技術實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術存在的至少一種缺陷，本發(fā)明提供了一種基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法，包括如下步驟：

步驟一，將陣元-脈沖-距離門域的雷達回波數(shù)據(jù)在脈沖域做快速傅里葉變換，轉換為陣元-多普勒-距離門域的數(shù)據(jù)，對于待處理的第k個多普勒通道，取出該多普勒通道對應的陣元-距離門域數(shù)據(jù)xk，xk為一個n×l維的矩陣，將第k個多普勒通道、第l個距離門的數(shù)據(jù)矢量記為xk,l,l＝1,2,…,l，其中xk,l為一個n×1維的列矢量，xk,l中的元素為xk的第l列的元素，得到xk,l對應的二階統(tǒng)計量l＝1,2,…,l，記待處理單元所在的距離門為l0，第k個多普勒通道、第l0個距離門的數(shù)據(jù)矢量記為對應的二階統(tǒng)計量記為

步驟二，當處理第k個多普勒通道、第l0個距離門單元時，在距離門域內(nèi)取出距離第k個多普勒通道、l0距離單元最近的2n個訓練樣本：

{xk,l|l＝l0-n,l0-n+1,…,l0-1,l0+1,l0+2,…,l0+n}，

該2n個訓練樣本對應的二階統(tǒng)計量記為：

{pl|l＝l0-n,l0-n+1,…,l0-1,l0+1,l0+2,…,l0+n}；

步驟三，得到每個訓練樣本與對應的二階統(tǒng)計量的歐幾里得距離，pl和pl0的歐幾里得距離為dl＝||pl0-pl||2，式中||·||2表示矩陣元素的平方和；

步驟四，第l個距離門與待處理單元的相似度sl＝1/dl，當dl＝0時令sl＝1，得到第k個多普勒通道、第l0個距離門單元的雜波協(xié)方差矩陣的估計值：

本發(fā)明提供的基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明通過二階統(tǒng)計量衡量待處理單元與訓練樣本的相似度，并根據(jù)二階統(tǒng)計量的相似度調(diào)整訓練樣本在估計待處理單元協(xié)方差矩陣中的權重，與待處理單元相似的訓練樣本在估計雜波協(xié)方差矩陣時占的權重較大，從而可以較精確地估計待處理單元的協(xié)方差矩陣；

2、本發(fā)明可提高機載雷達在非均勻雜波環(huán)境下的探測性能，可以用于機載雷達空時自適應處理雜波抑制時的雜波協(xié)方差矩陣估計準確度，提高非均勻雜波環(huán)境中空時自適應處理的性能，從而提高機載雷達對非均勻雜波環(huán)境的抑制能力，提高機載雷達的探測性能。

附圖說明

圖1是基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法的流程圖；

圖2是傳統(tǒng)算法濾波結果的曲線圖；

圖3是本發(fā)明算法濾波結果的曲線圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。

需要說明的是：下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提出了一種基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法，用于空時自適應處理時雜波協(xié)方差矩陣的估計，該方法首先通過滑窗方式在待處理單元附近取出原始的樣本，然后估計每個樣本的二階統(tǒng)計量，接著，根據(jù)待處理單元與原始樣本二階統(tǒng)計量估計待處理單元與原始樣本的相似度，在估計待處理單元協(xié)方差矩陣的時候，在每個訓練樣本前加上相似度的權值，如果某樣本與待處理單元比較相似，則在估計待處理單元協(xié)方差矩陣的時候該訓練樣本所占比重較大，從而提高待處理單元雜波協(xié)方差矩陣估計的精度。

如圖1所示，該基于二階統(tǒng)計量相似度的雜波協(xié)方差矩陣估計方法具體包括如下步驟：

步驟一，將陣元-脈沖-距離門域的雷達回波數(shù)據(jù)在脈沖域做快速傅里葉變換，轉換為陣元-多普勒-距離門域的數(shù)據(jù)，對于待處理的第k個多普勒通道，取出該多普勒通道對應的陣元-距離門域數(shù)據(jù)xk，xk為一個n×l維的矩陣，將第k個多普勒通道、第l個距離門的數(shù)據(jù)矢量記為xk,l,l＝1,2,…,l，其中xk,l為一個n×1維的列矢量，xk,l中的元素為xk的第l列的元素，得到xk,l對應的二階統(tǒng)計量l＝1,2,…,l，記待處理單元所在的距離門為l0，第k個多普勒通道、第l0個距離門的數(shù)據(jù)矢量記為對應的二階統(tǒng)計量記為

步驟二，當處理第k個多普勒通道、第l0個距離門單元時，在距離門域內(nèi)取出距離第k個多普勒通道、l0距離單元最近的2n個訓練樣本：

{xk,l|l＝l0-n,l0-n+1,…,l0-1,l0+1,l0+2,…,l0+n}，

該2n個訓練樣本對應的二階統(tǒng)計量記為：

{pl|l＝l0-n,l0-n+1,…,l0-1,l0+1,l0+2,…,l0+n}；

步驟三，得到每個訓練樣本與對應的二階統(tǒng)計量的歐幾里得距離，pl和pl0的歐幾里得距離為dl＝||||0-pl||2，式中||·||2表示矩陣元素的平方和；

步驟四，第l個距離門與待處理單元的相似度sl＝1/dl，當dl＝0時令sl＝1，得到第k個多普勒通道、第l0個距離門單元的雜波協(xié)方差矩陣的估計值：

本發(fā)明與傳統(tǒng)算法的區(qū)別在于：

1、傳統(tǒng)的非均勻檢測器沒有考慮待處理單元的統(tǒng)計特性，對于要處理的某一段數(shù)據(jù)所用的訓練樣本是一樣的，而本發(fā)明的每個處理單元所用的訓練樣本都是不一樣的；

2、在估計待處理單元雜波協(xié)方差矩陣的時候，根據(jù)訓練樣本和待處理單元的二階統(tǒng)計特性量的相似度對訓練樣本進行加權，如果待處理單元與訓練樣本比較相似，則其在估計待處理單元協(xié)方差矩陣的時候所占比重較大，反之則占的比重較小，從而在一定程度上使得所估計的雜波協(xié)方差矩陣比傳統(tǒng)方法要精確。

具體的，通過仿真實驗對本發(fā)明進行驗證，本實驗中雷達采用1×8的正側視均勻線陣，陣元間距為0.01m，相干處理間隔包含32個脈沖，對陣元脈沖域的數(shù)據(jù)在脈沖域做32點的fft，目標所在的距離門為40，多普勒門為45；

為驗證本發(fā)明的性能，本實施例采用空時自適應處理后的濾波結果來說明。與傳統(tǒng)的廣義內(nèi)積法挑選訓練樣本估計協(xié)方差矩陣進行的空時自適應處理算法結果進行比較，如圖2及圖3所示，采用創(chuàng)投廣義內(nèi)積法的雜波剩余平均為1.337db，本發(fā)明的雜波剩余平均為-4.372db，本發(fā)明相比于傳統(tǒng)方法可以將雜波抑制改進5.7db，大大改進空時自適應處理的性能。試驗結果表明本發(fā)明要比傳統(tǒng)的廣義內(nèi)積法取得更好的雜波抑制性能。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。