天发地收雷达一阶海杂波空时自适应抑制策略

"本文主要探讨了天发地收高频雷达在面对一阶海杂波空时耦合问题时，如何通过空时自适应抑制技术来提高目标检测能力。文章介绍了海杂波多普勒展宽的原因，包括双基地角的影响和电离层扰动，并提出了一种基于空时耦合特性的降维处理算法，以有效抑制海杂波并检测到目标。" 一阶海杂波在天发地收高频雷达系统中是一个显著的问题，因其多普勒谱展宽可能导致慢速舰船目标被淹没。这种现象主要是由两个因素引起的：一是雷达的双基地特性导致波束照射的海面区域大，双基地角在波束内非定值，进而造成一阶海杂波谱展宽；二是电离层的不稳定性，使得短波信号传播过程中产生相位路径的变化，进一步引起海杂波的频移和展宽。 传统的时域或频域自适应滤波方法在处理这种展宽海杂波时效率低下，因为它们无法有效区分目标和杂波。同样，自适应旁瓣对消法在杂波方向与目标方向相近的情况下也难以发挥作用。因此，研究者转向了空时自适应处理（STAP）算法，这类算法对具有空时耦合性的杂波抑制效果显著。 然而，电离层扰动和实际测量环境的复杂性使得海杂波在不同距离门上难以满足独立同分布的假设，这使得研究人员转向了训练样本需求量较小的降维STAP算法，如局域联合处理算法（JDL）、参数化自适应匹配滤波（PAMF）等。这些方法在抑制单基地地波雷达的电离层杂波中已取得成功，并且在舰载地波双基地系统中也有良好的应用前景。 在天波雷达系统中，结合地形图选取合适的训练样本可以增强目标检测能力。同时，单纯依赖时域自适应处理的效果有限，但通过引入空域通道进行旁瓣对消，即采用空时二维滤波，可以更有效地发现目标。因此，将空时自适应处理应用于天发地收一阶海杂波抑制是一种有效策略。 本文作者褚天琦和位寅生（来自哈尔滨工业大学电子与信息工程学院）深入研究了这个问题，他们利用一阶海杂波的空时耦合特性，推导并验证了其空时分布，然后设计了一种局域大小的选择方法，通过空时自适应降维处理算法实现了对展宽海杂波的有效抑制，从而提高了目标检测的可能性。这种方法对于提升天发地收雷达系统的性能具有重要的理论和实践价值。