CN110426677A - 基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法 - Google Patents

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宋婷
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Abstract

基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，所述步骤包括如下：S1：挑选原始训练样本；S2：估计每个原始训练样本与待处理单元的相关系数；S3：根据步骤S2所得的相关系数剔除部分训练样本；S4：对步骤S3中，剔除后的剩余训练样本加权，估计协方差矩阵。本发明利用训练样本与待处理单元的相关系数衡量训练样本与待处理单元间的相关程度，在估计杂波协方差矩阵时，根据该相关系数对训练样本进行加权，从而改善了非均匀杂波环境下的杂波协方差矩阵估计性能，相比于传统方法，所提方法提高了空时自适应处理在非均匀杂波环境下的杂波抑制性能，同时提高了杂波环境下的雷达探测性能。

Description

基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法
技术领域
本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法
背景技术
机载相控阵雷达在进行地面目标检测时工作于下视状态，会面临着很强的地杂波，严重影响雷达对地面运动目标的检测，此时需要采取杂波抑制技术对杂波进行抑制。
机载相控阵雷达通常会采取空时自适应处理技术进行杂波抑制。空时自适应处理技术利用空域和时域的自由度，在杂波位置形成凹口，达到杂波抑制的目的。空时自适应处理在进行杂波抑制时需要通过待处理单元的杂波协方差矩阵来求得自适应权值，通常该协方差矩阵由待处理单元附近的参考单元估计得到。然而在非均匀杂波环境中，参考单元不能很好地代表待处理单元的特性，导致空时自适应处理的性能下降。为解决非均匀杂波环境中空时自适应处理性能下降的问题，有关学者提出了广义内积法剔除奇异样本。
然而，广义内积法没有考虑待处理单元的杂波特性，当待处理单元本身的杂波奇异时，广义内积法的性能会严重下降。
发明目的
为了解决非均匀杂波环境中机载相控阵雷达空时自适应处理杂波抑制性能下降的问题，本发明提供了一种基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，用于非均匀杂波环境下的机载相控阵雷达杂波抑制。
技术方案
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，所述步骤包括如下：
S1：挑选原始训练样本；
S2：估计每个原始训练样本与待处理单元的相关系数；
S3：根据步骤S2所得的相关系数剔除部分训练样本；
S4：对步骤S3中，剔除后的剩余训练样本加权，估计协方差矩阵。优选的，所述步骤S1包括：
将雷达录取的第l个距离门的雷达回波数据矢量表示为xl，其维数记为M，其中包含噪声、杂波等信号；
对于待处理单元，将其距离门记为l0，该距离门对应的雷达回波数据矢量记为xl0，挑选与l0距离最近的N个样本作为原始训练样本，一般N≥4M。
优选的，所述步骤S2包括：估计待处理单元与原始训练样本的相关系数，
其中：ρl为第l个训练样本与待处理单元的相关系数。
优选的，所述步骤S3包括：对相关系数进行排序，剔除相关系数最小的M个原始训练样本，剩余的训练样本对应的距离门集合记为Ω。
优选的，所述步骤S4包括：根据步骤S3所挑选的训练样本及与步骤S2中所得的待处理单元的相关系数估计待处理单元的协方差矩阵
有益效果：
本发明利用训练样本与待处理单元的相关系数衡量训练样本与待处理单元间的相关程度，在估计杂波协方差矩阵时，根据该相关系数对训练样本进行加权，从而改善非均匀杂波环境下的杂波协方差矩阵估计性能。相比于传统方法，所提方法可提高空时自适应处理在非均匀杂波环境下的杂波抑制性能，提高杂波环境下的雷达探测性能。
本发明可以应用于非均匀杂波环境下机载相控阵雷达的杂波抑制，从而改善非均匀杂波环境下的目标检测性能。
附图说明：
图1：本发明的流程图；
图2：传统方法处理后杂波剩余结果；
图3：本发明所提供的方法处理后杂波剩余结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步描述，
如图1所示为本发明的流程图，具体步骤如下：
步骤1，将雷达录取的第l个距离门的雷达回波数据矢量表示为xl，其维数记为M，其中包含噪声、杂波信号，有可能含有目标。
步骤2，对于待处理单元，将其距离门记为l0，该距离门对应的雷达回波数据矢量记为xl0，挑选与l0距离最近的N个样本作为原始训练样本，一般N≥4M。
步骤3，估计待处理单元与原始训练样本的相关系数，第l个训练样本与待处理单元的相关系数记为ρl，有如下表达式
步骤4，对相关系数进行排序，剔除相关系数最小的M个原始训练样本，剩余的训练样本对应的距离门集合记为Ω。
步骤5，根据所挑选的训练样本及与待处理单元的相关系数估计待处理单元的协方差矩阵
采用正侧视线阵雷达，阵面为1行16列的均匀线阵进行实验，经过传统广义内积法的空时自适应处理后杂波剩余结果如图2所示，经本方法的空时自适应处理滤波后杂波剩余结果如图3所示。对比图2和图3,可以发现，传统广义内积法的杂波剩余为-14.9dB，而本发明所提方法的杂波剩余为-16.5dB，本发明所提供的方法相比于传统方法具有更好的杂波抑制能力。

Claims (5)

1.基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，其特征在于，所述步骤包括如下：
S1：挑选原始训练样本；
S2：估计每个原始训练样本与待处理单元的相关系数；
S3：根据步骤S2所得的相关系数剔除部分训练样本；
S4：对步骤S3中，剔除后的剩余训练样本加权，估计协方差矩阵。
2.如权利要求1所述的基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
将雷达录取的第l个距离门的雷达回波数据矢量表示为xl，其维数记为M，其中包含噪声、杂波等信号；
对于待处理单元，将其距离门记为l0，该距离门对应的雷达回波数据矢量记为xl0，挑选与l0距离最近的N个样本作为原始训练样本，一般N≥4M。
3.如权利要求2所述的基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，其特征在于，所述步骤S2包括：估计待处理单元与原始训练样本的相关系数，
其中：ρl为第l个训练样本与待处理单元的相关系数。
4.如权利要求3所述的基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：对相关系数进行排序，剔除相关系数最小的M个原始训练样本，剩余的训练样本对应的距离门集合记为Ω。
5.如权利要求4所述的基于相关系数加权的杂波协方差矩阵估计方法，其特征在于，所述步骤S4包括：根据步骤S3所挑选的训练样本及与步骤S2中所得的待处理单元的相关系数估计待处理单元的协方差矩阵
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