專利名稱：一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)雜波抑制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)能實(shí)現(xiàn)對(duì)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的有效檢測(cè)，不過處于下視工作狀態(tài)的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)將面臨比地基雷達(dá)更為嚴(yán)重的地/海雜波問題。地/海雜波不僅分布范圍廣、強(qiáng)度大，而且呈現(xiàn)出很強(qiáng)的空時(shí)耦合特性?？諘r(shí)自適應(yīng)處理(STAP)技術(shù)能充分利用空域和時(shí)域信息，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行相干積累的同時(shí)，將自適應(yīng)空域處理和自適應(yīng)多普勒處理兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，在空時(shí)域聯(lián)合自適應(yīng)濾除雜波，能獲得更好的主瓣雜波抑制性能，改善對(duì)慢速目標(biāo)的檢測(cè)；同時(shí)可以對(duì)受旁瓣雜波干擾的小目標(biāo)進(jìn)行有效的檢測(cè)。
常規(guī)的全維STAP算法需要大量滿足獨(dú)立同分布(I. I. D)條件的訓(xùn)練樣本對(duì)協(xié)方差矩陣進(jìn)行估計(jì)，在非均勻雜波環(huán)境中此條件尤其得不到滿足；而且當(dāng)系統(tǒng)自由度很高時(shí)，全維協(xié)方差矩陣直接求逆運(yùn)算(SMI)在現(xiàn)有計(jì)算水平下幾乎無法實(shí)現(xiàn)。雖然降維和非均勻STAP算法能夠降低STAP自適應(yīng)權(quán)值計(jì)算的運(yùn)算量和改善非均勻雜波環(huán)境中STAP算法雜波抑制性能，但是常規(guī)降維STAP算法在求解自適應(yīng)權(quán)值時(shí)依然面臨著對(duì)協(xié)方差矩陣直接求逆的運(yùn)算，這將耗費(fèi)系統(tǒng)很大的運(yùn)算量和設(shè)備量，使得STAP技術(shù)難以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。另外，雖然基于協(xié)方差矩陣逆更新的SMI算法無需估計(jì)采樣協(xié)方差矩陣，其迭代計(jì)算的次數(shù)等于訓(xùn)練樣本的數(shù)目，但是因?yàn)榱憔仃嚥淮嬖谀婢仃?，該算法將難以設(shè)置初始逆矩陣來等價(jià)求解SMI算法的自適應(yīng)權(quán)矢量，只能獲得近似的解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)常規(guī)STAP算法自適應(yīng)權(quán)值計(jì)算需對(duì)空時(shí)協(xié)方差矩陣直接求逆，耗費(fèi)系統(tǒng)很大運(yùn)算量和設(shè)備量，使得STAP技術(shù)難以滿足實(shí)時(shí)性要求的問題，根據(jù)協(xié)方差矩陣為Hermitian矩陣的特性，利用脈沖數(shù)據(jù)階數(shù)分塊遞推，提出一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法。步驟一、建立空時(shí)接收數(shù)據(jù)模型；假設(shè)雷達(dá)天線陣元數(shù)目為N，發(fā)射脈沖數(shù)目為M，陣元間距為d，載機(jī)飛行速度為V，高度為h，脈沖重復(fù)頻率PRF為f；，Tr = l/fr為脈沖重復(fù)時(shí)間；若將斜距為R。處的雜波距離環(huán)在方位角度Q上分成N。個(gè)間隔為A 0 = 2 /N。的雜波散射單兀，0和—是雜波散射單元的方位角和俯仰角，/s =c/cos0cos識(shí)/A和ft = ^ fs分別為歸一化空間頻率和多普勒頻率，^ = 2vTr/d表示雜波譜的斜率；那么第i個(gè)雜波散射單元的NX I維空間導(dǎo)向矢量c(fs；i)和MX I維時(shí)間導(dǎo)向矢量c (ft，i)即表示為
ciL.,) = [lexp(./2^r,/；v.),exp(；2^-(N ^ l)fs i)]'4T(5)
C(Zlj) = [l，exp(./2;r.4)”..，exp(,/2;r(M -1),/；,,)]
斜距R。處的雜波回波為N。個(gè)在空間上相互獨(dú)立的雜波散射源響應(yīng)之和
權(quán)利要求
1.一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、建立空時(shí)接收數(shù)據(jù)模型； 假設(shè)雷達(dá)天線陣元數(shù)目為N，發(fā)射脈沖數(shù)目為M，陣元間距為d，載機(jī)飛行速度為V，高度為h，脈沖重復(fù)頻率PRF為f；，Tr = l/fr為脈沖重復(fù)時(shí)間；若將斜距為R。處的雜波距離環(huán)在方位角度9上分成N。個(gè)間隔為A 0 = 2 /N。的雜波散射單兀，0和是雜波散射單兀的方位角和俯仰角，X =rfcos0cosp//^P ft = ^ fs分別為歸一化空間頻率和多普勒頻率，3=2vTyd表示雜波譜的斜率；那么第i個(gè)雜波散射單元的NX I維空間導(dǎo)向矢量c (U和MX I維時(shí)間導(dǎo)向矢量c(ft，i)即表示為
2.如權(quán)利要求I所述的一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法，其特征在于，步驟三中所述的按照脈沖階數(shù)進(jìn)行遞歸計(jì)算空時(shí)協(xié)方差矩陣的逆采用以下方法 在接收到第I個(gè)脈沖數(shù)據(jù)時(shí)，利用距離訓(xùn)練樣本計(jì)算協(xié)方差矩陣R(I)，因?yàn)樵摼仃囀荋ermitian矩陣,利用Hermitian矩陣的順序主子矩陣迭代完成第I個(gè)脈沖協(xié)方差矩陣的求逆；接著在接收第2個(gè)直至第M個(gè)脈沖數(shù)據(jù)時(shí)，便利用以上迭代方法計(jì)算前2個(gè)直至前M個(gè)脈沖接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的逆；遞推過程中，中間變量矩陣P(2)直至矩陣P(M)的逆，同樣根據(jù)Hermitian矩陣的性質(zhì),利用Hermitian矩陣的順序主子矩陣迭代完成上述NXN維 的變量矩陣逆的計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)常規(guī)STAP算法自適應(yīng)權(quán)值計(jì)算需對(duì)空時(shí)協(xié)方差矩陣直接求逆，耗費(fèi)系統(tǒng)很大運(yùn)算量和設(shè)備量，使得STAP技術(shù)難以滿足實(shí)時(shí)性要求的問題，提出一種空時(shí)自適應(yīng)處理中的自適應(yīng)權(quán)值迭代計(jì)算方法。該方法首先根據(jù)Hermitian矩陣性質(zhì)，遞推得到第一個(gè)脈沖協(xié)方差矩陣的逆矩陣，然后按照脈沖階數(shù)逐級(jí)嵌套遞推得到最終的空時(shí)協(xié)方差矩陣的逆，這樣極大地降低了計(jì)算STAP自適應(yīng)權(quán)值的運(yùn)算量。本發(fā)明能夠獲得和協(xié)方差矩陣直接求逆STAP算法同樣的雜波抑制性能，但是由于避免了協(xié)方差矩陣直接求逆的運(yùn)算，求解自適應(yīng)權(quán)值的計(jì)算量只有協(xié)方差矩陣直接求逆的50%左右，因此更利于工程實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102866388SQ201210222659
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者楊小鵬, 劉永旭, 龍騰, 曾濤 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)