机载认知雷达杂波建模与抑制方法.pdf

摘要

认知雷达是一种基于闭环结构的雷达系统，其充分利用环境信息，对发射信

号波形以及接收信号处理方式进行调整，使雷达工作在最佳状态。将认知雷达的

思想应用于机载雷达，可显著提高机载雷达的性能。杂波场景下的目标检测问题

是机载认知雷达研究的重点与难点，本文针对此问题，开展机载认知雷达杂波建

模研究以及旁瓣杂波抑制方法和主瓣杂波抑制方法研究，主要的工作和贡献如下：

1、针对机载认知雷达回波建模问题，本文考虑了均匀脉冲重复周期（PRT）

雷达和非均匀PRT雷达两种雷达体制。首先，本文从理论上分析两种体制雷达的

杂波谱特性，并重点关注几种典型场景下的杂波谱，然后推导机载认知雷达杂波

建模过程和信号处理流程，得到杂波谱的距离-多普勒（RD）平面。最后在仿真中

对比两种体制雷达杂波谱的优缺点。

2、针对机载认知雷达旁瓣杂波抑制问题，本文提出了基于认知非对称波束赋

形的杂波抑制方法。对于雷达波束旁瓣接收到强杂波的情况，在主瓣电平约束、

旁瓣电平约束和阵列增益约束下，建立特定区域的峰值零陷电平最低的优化问题，

实现特定场景的波束赋形。最后，仿真验证了算法抑制感兴趣区域强旁瓣杂波的

有效性，提高了该区域目标的信杂噪比（SCNR）。

3、针对机载认知雷达主瓣杂波抑制问题，本文首先研究雷达先验信息的获取

问题，提出基于迭代序列估计的目标感知方法，实现了对环境目标的估计。然后，

在此基础上，利用非均匀PRT雷达得到的主瓣杂波分布信息，提出基于序贯贪心

优化算法（SGOA）的发射与接收联合设计的方法，建立最小化感兴趣区域杂波积

分旁瓣电平（ISLC）的优化问题，抑制该区域的主瓣杂波。最后，仿真验证了算

法抑制感兴趣区域杂波的有效性，提高了该区域目标的SCNR。

关键词：机载认知雷达，杂波建模，杂波抑制，杂波积分旁瓣电平，波束赋形

ABSTRACT

Cognitiveradarsarecycleradarsystems,whichfullyutilizethepriorinformation,

thetransmittingwaveformandtheprocessingmodeofreceivingsignaltomakethe

radarworkinthebestcondition.Byapplyingtheideaofcognitiveradartotheairborne

radarsystem,theperformanceofairborneradarcanbeimprovedremarkably.Target

detectionintheexistenceofclutteristhefocusanddifficultyofairbornecognitiveradar

field.Ingeneral,themainworkandcontributionsareasfollows:

1.Forthecluttermodelingproblemoftheairbornecognitiveradar,tworadar

systems,uniformpulserepetitionperiod(PRT)radarandnon-uniformPRTradar,are

consideredrespectively.Forthetworadarsystems,thecharacteristicsofthetheoretical

clutterspectrumareanalyzedfirstly.Inaddition,theclutterspectrumsunderseveral

typicalscenariosarealsodiscussed.Next,theprocessesofcluttermodelingandsignal

processingofairbornecognitiveradararededuced,