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基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法

王伟伟 段崇棣 张欣 李渝 杨晓超

王伟伟, 段崇棣, 张欣, 李渝, 杨晓超. 基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2592-2599. doi: 10.11999/JEIT190562
引用本文: 王伟伟, 段崇棣, 张欣, 李渝, 杨晓超. 基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2592-2599. doi: 10.11999/JEIT190562
Weiwei WANG, Chongdi DUAN, Xin ZHANG, Yu LI, Xiaochao YANG. A Discrete Side-lobe Clutter Recognition Method Using Space-time Steering Vectors for Space Based Radar System[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(11): 2592-2599. doi: 10.11999/JEIT190562
Citation: Weiwei WANG, Chongdi DUAN, Xin ZHANG, Yu LI, Xiaochao YANG. A Discrete Side-lobe Clutter Recognition Method Using Space-time Steering Vectors for Space Based Radar System[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(11): 2592-2599. doi: 10.11999/JEIT190562

基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法

doi: 10.11999/JEIT190562
基金项目: 国家自然科学基金(61701395, 61871138, 41806211)
详细信息
    作者简介:

    王伟伟:男,1982年生,高级工程师,研究方向为天基雷达系统设计、阵列信号处理、SAR成像

    段崇棣:男,1971年生,研究员,研究方向为天基雷达系统设计、天基微波遥感技术

    张欣:男,1987年生,工程师,研究方向为星载SAR信号处理

    李渝:男,1989年生,工程师,研究方向为天基雷达微弱目标检测技术

    杨晓超:男,1983年生,高级工程师,研究方向为空时自适应处理技术、天基雷达设计

    通讯作者:

    王伟伟 www_xidian@163.com

  • 中图分类号: TN957.52

A Discrete Side-lobe Clutter Recognition Method Using Space-time Steering Vectors for Space Based Radar System

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61701395, 61871138, 41806211)
  • 摘要: 由于天基雷达覆盖范围广,大量强离散杂波(小型岛礁、陆地铁塔等)会从天线旁瓣进入雷达系统,其多普勒特征与目标相同,极易造成虚警。针对以上问题,该文提出基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法,该方法首先选取空时自适应处理(STAP)杂波抑制后检测到的潜在“目标”(包含真实目标与离散旁瓣杂波)距离多普勒单元及其附近单元;然后根据杂波多普勒频率与空间角度的耦合关系获得各杂波单元对应的空时导向矢量;最后利用获得新的导向矢量构成的滤波器再次对“目标”距离多普勒单元及其附近单元进行滤波处理,此时真实目标信杂噪比会大幅度降低,而离散旁瓣杂波信杂噪比变化不大,从而实现离散旁瓣杂波的判别。理论分析及机载实测数据处理证明该方法具有良好的稳健性和可靠性。
  • 图  1  天基雷达回波示意图

    图  2  雷达真实回波数据分析

    图  3  EFA算法空时滤波器响应

    图  4  STAP杂波抑制后“目标”检测结果

    图  5  保护天线方向图与主天线方向图关系示意

    图  6  GPS记录的雷达平台飞机与目标靶机飞行轨迹

    图  7  第2次滤波的滤波器响应

    表  1  机载雷达系统参数

    主要系统参数参数值
    波段L
    信号带宽(MHz)10
    脉冲重复频率 (Hz)2500
    雷达平台高度(m)3300
    目标靶机高度(m)300
    接收通道数目8
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    表  2  “目标”检测结果

    序号距离(m)多普勒频率(Hz)输出信杂噪比(dB)
    1157833022.8
    22907–27023.6
    32268–26021.7
    下载: 导出CSV

    表  3  保护通道与合通道“目标”幅度对比

    序号主通道幅度保护通道幅度
    10.220.76
    20.250.73
    30.170.56
    下载: 导出CSV

    表  4  重新滤波后的“目标”参数

    序号距离(m)多普勒频率(Hz)输出信杂噪比(dB)
    1157833018.5
    22907–27019.2
    32268–260–17.1
    下载: 导出CSV
  • 杨晓超, 王伟伟, 张欣, 等. 一种天基雷达等距离环杂波仿真方法[J]. 现代雷达, 2018, 40(4): 13–17, 49. doi: 10.16592/j.cnki.1004-7859.2018.04.003

    YANG Xiaochao, WANG Weiwei, ZHANG Xin, et al. A simulation method of space-based radar iso-range ring clutter[J]. Modern Radar, 2018, 40(4): 13–17, 49. doi: 10.16592/j.cnki.1004-7859.2018.04.003
    SKOLNIK M I, 南京电子技术研究所译. 雷达手册[M]. 3版. 北京: 电子工业出版社, 2010: 148–152.

    SKOLNIK M I, Nanjing Institute of Electronic Technology. Radar Handbook[M]. 3rd ed. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2010: 148–152.
    LI Huiyong, BAO Weiwei, HU Jinfeng, et al. A training samples selection method based on system identification for STAP[J]. Signal Processing, 2018, 142: 119–124. doi: 10.1016/j.sigpro.2017.07.008
    WU Yifeng, WANG Tong, WU Jianxin, et al. Robust training samples selection algorithm based on spectral similarity for space-time adaptive processing in heterogeneous interference environments[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2015, 9(7): 778–782. doi: 10.1049/iet-rsn.2014.0285
    SUN Guohao, HE Zishu, TONG Jun, et al. Knowledge-aided covariance matrix estimation via Kronecker product expansions for airborne STAP[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2018, 15(4): 527–531. doi: 10.1109/LGRS.2018.2799329
    李永伟, 谢文冲. 基于空时内插的端射阵机载雷达杂波补偿新方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(9): 2115–2122. doi: 10.11999/JEIT181131

    LI Yongwei and XIE Wenchong. A novel clutter spectrum compensation method for end-fire array airborne radar based on space-time interpolation[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(9): 2115–2122. doi: 10.11999/JEIT181131
    WEN Cai, PENG Jinye, ZHOU Yan, et al. Enhanced three-dimensional joint domain localized STAP for airborne FDA-MIMO radar under dense false-target jamming scenario[J]. IEEE Sensors Journal, 2018, 18(10): 4154–4166. doi: 10.1109/jsen.2018.2820905
    刘斌, 何广军, 冯有前, 等. 静态和差波束匹配的空时自适应处理方法[J]. 西安电子科技大学学报: 自然科学版, 2017, 44(3): 138–143, 169. doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2017.03.024

    LIU Bin, HE Guangjun, FENG Youqian, et al. Static sum-and-difference beam matched STAP method[J]. Journal of Xidian University, 2017, 44(3): 138–143, 169. doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2017.03.024
    XU Huajian, YANG Zhiwei, HE Shun, et al. A generalized sample weighting method in heterogeneous environment for space-time adaptive processing[J]. Digital Signal Processing, 2018, 72: 147–159. doi: 10.1016/j.dsp.2018.10.005
    侯静, 胡孟凯, 王子微. 一种改进的知识辅助MIMO雷达空时自适应处理方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(4): 795–800. doi: 10.11999/JEIT180557

    HOU Jing, HU Mengkai, and WANG Ziwei. An improved knowledge-aided space-time adaptive signal processing algorithm for MIMO radar[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(4): 795–800. doi: 10.11999/JEIT180557
    SHNIDMAN D A and TOUMODGE S S. Sidelobe blanking with integration and target fluctuation[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2002, 38(3): 1023–1037. doi: 10.1109/TAES.2002.1039418
    NARASIMHAN R S, VENGADARAJAN A, and RAMAKRISHNAN K R. Mitigation of sidelobe clutter discrete using sidelobe blanking technique in airborne radars[C]. 2018 IEEE Aerospace Conference, Big Sky, USA, 2018: 1–10.
    BAO Zheng, WU Shunjun, LIAO Guisheng, et al. Review of reduced rank space-time adaptive processing for airborne radar[C]. International Radar Conference, Beijing, China, 1996: 766–769.
    何友, 关键, 孟祥伟, 等. 雷达目标检测与恒虚警处理[M]. 2版. 北京: 清华大学出版社, 2011: 40–50.

    HE You, GUAN Jian, MENG Xiangwei, et al. Radar Target Detection and CFAR Processing[M]. 2nd ed. Beijing: Tsinghua University Press, 2011: 40–50.
    YANG Xiaopeng, LIU Yongxu, HU Xiaona, et al. Robust generalized inner products algorithm using prolate spheroidal wave functions[C]. 2012 IEEE Radar Conference, Atlanta, USA, 2012: 581–584.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-25
  • 修回日期:  2020-06-08
  • 网络出版日期:  2020-07-13
  • 刊出日期:  2020-11-16

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