一种时域滑窗多普勒后处理的STAP方法
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ｏｆｃ ｖ ｒａ ｃ ｔ ｉ ｆ ｃｕｔｅ ． Ｈｅ ｅ， ｗ ｓ — ｐ ｅ ｏ ｅ ｓ ｎ ｏ ａ ｉ ｎ ｅ ｍａ ｒｘ ｏ ｌ ｔ ｒ ｎｃ ａ ｎｅ ｐｏ ｔＤｏ ｐｌ ｒ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ＳＴＡＰ ｍ ｅ ｈｏ ｓ ｐｒ — ｔ ｄ ｉ ｏ
１ 空时 二 维 自适应 处 理
空 时二维 自适应 信号处 理 的思想 是 Ｂ ｅ ｎ ｎ３ ｒｎ ａ ［ ］ 首先 提 出用 于机 载雷 达 中 ， 实 质是 将一 维空域 滤 其
波 技术 推广 到时 间与空 间二维 域 中 ， 出 了 自适应 提
图 １ Ｆ￥Ａ 方 法 原 理 图
ｔ ｅｐ ｏｅ ｓ ｇ Ｓ ｉ ｒｃｓｉ ， ＴＡＰ 算法得 到了广泛 的应用 。 ｖ ｎ ）
自适应滤波 ， 能够有效地 抑制杂波 ， 尽管空 时 自适 应
处理 具有非 常好 的性 能 ， 是 在实际应 用 中存在 着 但
在各 种降维 方法 中由Ｂ ｅ ｎ ｎ ３ 出的先 滑窗 ｒｎ ａ Ｅ 提 ］ 再 时 空联 合 处理 方 法 （ Ｆ￥Ａ） 虽 然 该方 法 可 用 较 ，
第 ２卷 第 ２ ７ 期
２１ ０ ２年 ３月
数
据
采
集
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处
理
Ｖ ｏ１ ｏ．２ ．２７Ｎ Ｍａ．２ ２ ｒ ０１
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＤａａＡｃ ｕｓｔｏ ＆ Ｐｒ ｃ ｓｉｇ ｏ ｒ ａ ｔ ｑ ｉｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｅ ｓｎ
文 章 编 号 ：０ ４９ ３ （ ０２ ０ —１ ５０ １０ —０ ７ ２ １ ） ２０ ２－６
雷 达 理 论 ， 在 高 斯 杂 波 背 景 加 确 知 信 号 的模 型 并 下 ， 据 似然 比检测 理论 导 出一种空 时二 维联 合 自 根
适应 处理 结构 。
该方 法先 通过 时域 滑窗 滤波处 理 ， 降低 了每 一 个 多普 勒通道 的杂 波 自由度 ， 这样 可 以用较 少 的时 域 自由度和 较多 的空域 自由度参 与时 空联合 处理 。 假 设在 一个 Ｃ Ｉ内的脉 冲 数是 ＋２个 ， 每 Ｐ 对
直接 使 用全 维 空 时 自适 应处 理 方 法对 接 收 数
据 进行 消杂 处 理 可 达 到 最 优 ， 在 实 际 中无 法 实 但
现 。因此 提 出各 种降 维处理 方法 对数 据进行 处 理 ， 使得 运算 量在 降低 的同时性 能达 到准 最优 。 在这 些 方法 中Ｆ￥Ａ 的原 理 图如 图 １所示 。
用相 邻多普 勒 门的信 息进行 杂波 协方 差矩 阵估 计 ， 提 出 了一种 联合 多普勒 门 的空 时 自适应 处 理方 法 ，
将这 个思想 应用 到 Ｆ￥Ａ 方法 中就形 成 了 Ｊ ＤＦ￥Ａ
方法 ， 该方 法能 够利用 较多 的多普 勒通 道进 行联 合 处理 ， 以获 得较 强的杂 波抑制 的能力 。
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式 中Ｒ 为杂 波协方 差矩 阵 。
可 得到最 优权
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其 改善 因子 为
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式 中 ：刍 为输入 的 噪声功 率 ； ＮＲ 为输 入杂 噪 比 。 Ｃ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ Ｆ￥Ａ 处 理 方 法
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许多 的困难 ： 运算量大 ； 相控阵 体制下如何保 持众 在
基 金 项 目 ： 育 部 新 世 纪 优 秀 人 才 计 划 （ Ｅ 一８０ ９ ） 教 ＮＣ Ｔ ０— ８ １ 资助 项 目 ； 西 省 自然 科 学 基 金 （０ ０Ｑ８ ２ １ 资 助 项 目； 陕 ２ １Ｊ ０ ４ ） 陕 西省 教 育 厅 自然 科 学 基 金 （ ００Ｋ８ ６ 资 助 项 目。 ２ １Ｊ ３ ）
一
种 时域 滑 窗 多普 勒 后 处 理 的 Ｓ ＡＰ方 法 Ｔ
姜 晖 廖 桂 生
（． 安邮电学 院通信与信息工程学院 ， 安， １１ １ １西 西 ７０２ ；
２ 西 安 电子 科 技 大 学 雷 达 信 号 处 理 国家 重 点 实 验 室 ， 安 ，１ ０ １ ． 西 ７ ０７ ）
ＳＴＡＰ ｅ ｈ ｄ Ａｆ ｅ ｍ ｅ Ｄｅ ａ ｐｓ ａ ｄ Ｄｏ ｐｌ ｒ Ｆｉｔ ｒ ｎｇ Ｍ ｔ ｏ ｔ ｒ Ｔｉ — ｌ ｙ Ｔａ ｎ ｐ ｅ ｌ ｅ ｉ
Ｊｉ ｎ Ｈ ｕｉ ， Ｌｉ ｏ Ｇｕ ｓ ｎ ａ ｇ ａ ｉｈｅ ｇ
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多单元 一 致性 的前提 下实 现超 低副瓣 ； 实际 应用 在
引
空时 自适应处理 技术在空域 和时域 中同时进行
中无法准确地估 计杂波协方 差矩 阵。这些难 题均造 成 了最优处理 的不现实性 ， 了克 服上述两个 问题 ， 为 降 维技术 Ｄ９ － 在空 时 自适应 处 理 （ ｐ ｃ—ｉ ｄ ｐ ］ Ｓ ａｅｔ ａ ａ — ｍｅ
摘要 ： 一般 的 多普 勒后 处 理 方 法 忽视 了相 邻 多 普 勒 通道 问数 据 的相 关性 ， 将 造 成 杂 波 协 方 差 矩 阵 估 计 的 不 准 ， 这 因此 本 文提 出 了一 种 联 合 相 邻 多普 勒 通 道 信 息 的空 时 自适 应 处 理 方 法 。 方 法 先通 过 时域 滑 窗后 滤 波 的 处 理 方 该 式 来 降低 杂 波 的 自由度 ， 利 用 相 邻 多普 勒 门上 数 据相 关性 进 行 联 合 处理 ， 终 构 造 出新 的 杂 波 协 方 差 矩 阵 。 再 最 该 方 法 在提 高时 域 自适 应 能 力 的 同时 减 轻 了 空域 杂 波相 消 的 负担 ， 高 了 处理 器 的 性 能 ， 消 除 因信 息 泄 露 带 来 提 并
收 稿 日期 ：０ １０—８ 修 订 日期 ：０ １０—２ ２ １—４２ ｝ ２ １—８２
１６ ２
数 据 采 集
与 处 理
第２ ７卷
少 的时域 自由度 和较 多 的空 域 自由度执 行 空 时联 合 自适应 处理 ， 但是 它对 接收 到 的数 据仍 然有 很高 的要 求 ， 特 定 的情 况 下 难 以 获 得 足 够 的数 据 样 在 本， 于是人们 对其 提 出了改进 ， 子阵处 理 的方法 ， 如 在 延迟 的通 道 中只选用部 分 的输 出 ， 同时对其 采取 时域加 窗处 理 。 这些 改进 方法 虽然在 杂 波抑制 能力 上取 得了一 定 的提 高 ， 在延 迟通 道 中选取 的输 出 但 数据 过少 ， 时域 的 自适应 能力 将会 变差 。 另外 ， 由于 时域 的深加 权也会 对 系统 的稳 定性 造成 一定 影 响 。 同 时 ， 们在 采 用 各 种 降 维 方 法 对 数 据 进行 处 理 人 时 ， 般 都未 将 多普 勒 通 道 信 息 的相 关 性 考 虑 在 一 内 ， 就进 一步增 加 了杂波协 方差 矩 阵估计 的不 准 这 确。 因此 ， 了更好 地估计 杂 波协方 差矩 阵 ， 为 本文 利
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２ Ｎａｉｎ ｌ ｙＬａ ｆＲａ ａ ｉｎ ｌＰ ｏ ｅ ｓｎ ． ｔ ａ ｏ Ｋｅ ｂ ｏ ｄ ｒＳｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉｇ，Ｘｉｉｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｄａ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｘｉａ ｎ，７ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ） １０１ ｉａ
的影响， 以达 到 有 效 抑 制 地 杂 波 的 目的 。通 过 对仿 真 和 实测数 据 处理 ， 明 了该 方 法 的 有 效 性 。 证 关键 词 ： 栽 相 控 阵雷 达 ； 维 ； 机 降 多普 勒 通 道 中 图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ ７ Ｔ ５． ３ 文献标识码 ： Ａ
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１ 空时 二 维 自适应 处 理
空 时二维 自适应 信号处 理 的思想 是 Ｂ ｅ ｎ ｎ３ ｒｎ ａ ［ ］ 首先 提 出用 于机 载雷 达 中 ， 实 质是 将一 维空域 滤 其
波 技术 推广 到时 间与空 间二维 域 中 ， 出 了 自适应 提
图 １ Ｆ￥Ａ 方 法 原 理 图
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第 ２卷 第 ２ ７ 期
２１ ０ ２年 ３月
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该方 法先 通过 时域 滑窗 滤波处 理 ， 降低 了每 一 个 多普 勒通道 的杂 波 自由度 ， 这样 可 以用较 少 的时 域 自由度和 较多 的空域 自由度参 与时 空联合 处理 。 假 设在 一个 Ｃ Ｉ内的脉 冲 数是 ＋２个 ， 每 Ｐ 对
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用相 邻多普 勒 门的信 息进行 杂波 协方 差矩 阵估 计 ， 提 出 了一种 联合 多普勒 门 的空 时 自适应 处 理方 法 ，
将这 个思想 应用 到 Ｆ￥Ａ 方法 中就形 成 了 Ｊ ＤＦ￥Ａ
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姜 晖 廖 桂 生
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摘要 ： 一般 的 多普 勒后 处 理 方 法 忽视 了相 邻 多 普 勒 通道 问数 据 的相 关性 ， 将 造 成 杂 波 协 方 差 矩 阵 估 计 的 不 准 ， 这 因此 本 文提 出 了一 种 联 合 相 邻 多普 勒 通 道 信 息 的空 时 自适 应 处 理 方 法 。 方 法 先通 过 时域 滑 窗后 滤 波 的 处 理 方 该 式 来 降低 杂 波 的 自由度 ， 利 用 相 邻 多普 勒 门上 数 据相 关性 进 行 联 合 处理 ， 终 构 造 出新 的 杂 波 协 方 差 矩 阵 。 再 最 该 方 法 在提 高时 域 自适 应 能 力 的 同时 减 轻 了 空域 杂 波相 消 的 负担 ， 高 了 处理 器 的 性 能 ， 消 除 因信 息 泄 露 带 来 提 并
收 稿 日期 ：０ １０—８ 修 订 日期 ：０ １０—２ ２ １—４２ ｝ ２ １—８２
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数 据 采 集
与 处 理
第２ ７卷
少 的时域 自由度 和较 多 的空 域 自由度执 行 空 时联 合 自适应 处理 ， 但是 它对 接收 到 的数 据仍 然有 很高 的要 求 ， 特 定 的情 况 下 难 以 获 得 足 够 的数 据 样 在 本， 于是人们 对其 提 出了改进 ， 子阵处 理 的方法 ， 如 在 延迟 的通 道 中只选用部 分 的输 出 ， 同时对其 采取 时域加 窗处 理 。 这些 改进 方法 虽然在 杂 波抑制 能力 上取 得了一 定 的提 高 ， 在延 迟通 道 中选取 的输 出 但 数据 过少 ， 时域 的 自适应 能力 将会 变差 。 另外 ， 由于 时域 的深加 权也会 对 系统 的稳 定性 造成 一定 影 响 。 同 时 ， 们在 采 用 各 种 降 维 方 法 对 数 据 进行 处 理 人 时 ， 般 都未 将 多普 勒 通 道 信 息 的相 关 性 考 虑 在 一 内 ， 就进 一步增 加 了杂波协 方差 矩 阵估计 的不 准 这 确。 因此 ， 了更好 地估计 杂 波协方 差矩 阵 ， 为 本文 利
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２ Ｎａｉｎ ｌ ｙＬａ ｆＲａ ａ ｉｎ ｌＰ ｏ ｅ ｓｎ ． ｔ ａ ｏ Ｋｅ ｂ ｏ ｄ ｒＳｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉｇ，Ｘｉｉｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｄａ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｘｉａ ｎ，７ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ） １０１ ｉａ
的影响， 以达 到 有 效 抑 制 地 杂 波 的 目的 。通 过 对仿 真 和 实测数 据 处理 ， 明 了该 方 法 的 有 效 性 。 证 关键 词 ： 栽 相 控 阵雷 达 ； 维 ； 机 降 多普 勒 通 道 中 图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ ７ Ｔ ５． ３ 文献标识码 ： Ａ
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