非均勻雜波環境下基於稀疏恢復的空時自適應處理

《非均勻雜波環境下基於稀疏恢復的空時自適應處理》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由聶鐳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非均勻雜波環境下基於稀疏恢復的空時自適應處理
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：聶鐳
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

本項目旨在充分利用雜波譜的稀疏特性，研究幾種典型非均勻雜波環境下的空時自適應處理(STAP)，實現機載/星載體制下雷達的動目標檢測。定量分析雜波譜在角度-都卜勒域的稀疏機理以及其稀疏恢復能力對STAP性能影響，為該思路展開提供了前提條件。建立幾種典型非均勻現象的數學描述，對典型非均勻現象下相鄰距離單元雜波譜呈現出的與待檢測單元雜波譜的差異進行補償或檢測或估計，設計多觀測距離單元下的稀疏恢復STAP算法和快速稀疏恢復STAP算法。該思路能充分利用稀疏恢復帶來的快速收斂特性和高分辨性能，提高非均勻雜波環境下運動平台的動目標檢測性能。

結題摘要

傳統 STAP 方法的檢測性能在實際套用中受限於變化的雜波環境， 本項目旨在充分利用雜波譜的稀疏特性，研究幾種典型非均勻雜波環境下的空時自適應處理(STAP)，實現機載/星載體制下雷達的動目標檢測。 首先，通過對稀疏性內在本質特性的分析，建立了以稀疏濾波器 、稀疏空時功率譜以及陣列流形知識為三條主線的稀疏性 STAP 理論框架，推導了其原理，詳細設計了相關 STAP 技術實現算法，實現了稀疏性、陣列流形知識與 STAP理論的有效融合。 其次，為了從根本上消除非平穩、非均勻性雜波環境的影響，建立幾種典型非均勻現象的數學描述，研究了無需訓練樣本的基於空時功率譜稀疏恢復的直接數據域 STAP 技術，提出了基於空時平滑思想的空時功率譜稀疏恢復 STAP 方法，比單個樣本稀疏恢復的空時功率譜估計精度更高，所獲得的輸出 SINR 更高，可以完全克服非均勻、非平穩環境的影響。 最後，為了提高非均勻雜波環境下運動平台的動目標檢測性能，充分利用稀疏恢復帶來的快速收斂特性和高分辨性能，項目設計了一系列快速STAP 算法，主要包括：針對直接進行中值濾波器的非參數化 IAA 算法計算複雜度高和對弱目標檢測難的問題，提出了利用多訓練樣本的基於自適應軟判決門限的非參數化 IAA 算法；針對直接濾波器結構和旁瓣對消結構，提出了基於稀疏濾波器的一系列STAP 方法；針對正則化參數設定難的問題，提出了兩種基於開關選擇機制的自適應正則化參數選擇方法。結合仿真數據和 MountainTop 實測數據，驗證了所提算法與傳統 STAP 算法相比，有效性更高並且計算複雜度更低。