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非均匀环境下STAP方法研究

作　者: 单荣
导　师: 黄晓涛
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 空时自适应处理 非均匀环境 杂波抑制 功率选择训练法 非均匀检测器 先验知识 距离-多普勒域沿迹干涉
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
引　用: 1次
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内容摘要


空时自适应信号处理(STAP)的理论研究已渐趋成熟,研究的热点已转向STAP的工程实现。现阶段的研究表明,雷达所面临的实际环境中存在着大量的非均匀因素,常规STAP的性能在非均匀环境中会受到严重影响。本文首先研究了几种常见的非均匀现象:杂波功率非均匀、干扰目标和孤立干扰,分别分析了这几种非均匀现象对STAP性能的影响,并对其进行了仿真研究。针对杂波功率非均匀,本文对典型的功率选择法(PST)进行了介绍和研究,并针对功率选择法在强备选样本数不足时,杂波功率估计过低的问题提出了改进措施,仿真及实测数据的处理结果验证了改进措施的有效性。针对干扰目标,介绍了几种常见的非均匀检测器;对抑制孤立干扰的频域替代法进行了研究,针对其存在干扰目标信号残余的问题,对其进行了改进,仿真及实测数据的处理结果都验证了改进方法的有效性。在研究各种非均匀现象及其抑制方法的基础上,本文对可以抑制各种非均匀现象的综合型STAP方法进行了深入研究。分析了直接数据域方法的原理及其优缺点。对先验知识STAP进行了探索性研究,提出了基于先验SAR图像的非均匀STAP方法,该方法通过对SAR图像上的相似区域进行区域平均抑制杂波功率非均匀和干扰目标的影响,打破了常规STAP以距离单元回波做统计平均的做法,仿真结果显示了方法的有效性。本文还提出一种结合距离-多普勒域沿迹干涉(RD-ATI)技术的非均匀STAP方法,该方法将RD-ATI技术与改进的PST法和频域替代法进行结合,RD-ATI技术作为干扰运动目标检测器,用来发现干扰目标和孤立干扰,为后续的动目标检测提供先验信息,提高动目标检测的针对性,改进的PST法用来抑制杂波功率非均匀的影响,改进的频域替代法用来抑制孤立干扰。实测数据的处理结果表明该方法能有效抑制各种非均匀现象,大大减少了STAP搜索动目标的运算负担,是一种适合实际应用的非均匀STAP方法。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 课题背景及研究意义  11
  1.2 研究历史及现状  11-15
    1.2.1 STAP的发展及研究现状  11-12
    1.2.2 非均匀环境STAP的研究现状  12-14
    1.2.3 现有非均匀STAP方法的不足  14-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第二章 非均匀环境对STAP的影响  17-26
  2.1 引言  17
  2.2 空时自适应处理基本原理  17-21
    2.2.1 空时信号模型  17-19
    2.2.2 空时自适应杂波抑制原理  19-21
    2.2.3 空时自适应处理的性能指标  21
  2.3 非均匀环境对STAP的影响  21-25
    2.3.1 杂波功率非均匀  22-23
    2.3.2 干扰目标  23-24
    2.3.3 孤立干扰  24-25
  2.4 小结  25-26
第三章 杂波功率非均匀抑制方法  26-35
  3.1 引言  26
  3.2 功率选择训练法及其改进  26-32
    3.2.1 功率选择法  26-27
    3.2.2 加权训练法  27-28
    3.2.3 改进的功率选择训练法  28-29
    3.2.4 仿真分析  29-32
  3.3 强孤立杂波点的抑制  32-34
  3.4 小结  34-35
第四章 干扰运动目标抑制方法  35-47
  4.1 引言  35-36
  4.2 非均匀检测器  36-40
    4.2.1 广义内积NHD  36-38
    4.2.2 样本矩阵求逆（SMI）检测器  38-39
    4.2.3 关联维数NHD  39-40
  4.3 距离-多普勒域ATI技术  40-43
  4.4 改进的频域替代法抑制孤立干扰  43-46
  4.5 小结  46-47
第五章 可抑制各种非均匀现象的STAP方法  47-63
  5.1 引言  47
  5.2 直接数据域方法  47-50
  5.3 基于先验SAR图像的STAP方法  50-56
    5.3.1 区域平均法估计杂波协方差阵  51-53
    5.3.2 仿真实验  53-56
  5.4 结合 RD-ATI 的非均匀 STAP 方法  56-62
    5.4.1 结合RD-ATI的STAP流程  56-57
    5.4.2 实测数据处理结果  57-62
  5.5 小结  62-63
结束语  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-70
作者在学期间取得的学术成果  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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