外辐射源雷达扩展相消批处理杂波抑制算法的调制补偿
2014-05-22万显荣易建新饶云华柯亨玉
方 亮 万显荣 易建新 饶云华 柯亨玉
外辐射源雷达扩展相消批处理杂波抑制算法的调制补偿
方 亮 万显荣*易建新 饶云华 柯亨玉
(武汉大学电子信息学院 武汉 430072)
外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题，扩展相消批处理算法(ECA-B)是一种有效的杂波抑制算法，但该算法的分块批处理使得相消距离元内的杂波和目标回波受到调制，导致杂波不能被完全相消而且会产生附加的模糊目标。该文分析了ECA-B算法的调制机理并提出了相应的补偿方法，该方法首先通过载波频偏精估计来补偿杂波调制，然后通过合理选择分块数以避免目标调制或通过估计调制距离元处每块信号的零频分量来补偿目标调制。仿真和实测数据处理结果验证了文中调制机理分析的正确性和所提方法的有效性，完善了该算法的性能。
外辐射源雷达；多径杂波抑制；扩展相消批处理算法；调制补偿
1 引言
2 ECA-B算法原理
其中矩阵用来选择以上构造矩阵的后行，可表示为
则经ECA-B算法处理的全部信号可表示为
3 调制机理分析及补偿方法
3.1 调制机理分析
对其作FFT可得其频谱为
其中零频分量为
采用LS算法处理每块监测信号，由于该算法会抑制相消距离元内信号的零频分量，则处理后的每块数据的频谱为
其时域表达为
经ECA-B算法处理后全部监测信号的频谱为
其它情况下，则
3.2 补偿方法
为了解决ECA-B算法引入的杂波和目标调制问题，本文根据其调制机理提出了如图2所示的补偿方法，具体流程如下：
图2 补偿方法流程图
(4)否则将监测信号和参考信号进行分段相关处理获得距离谱；
(7)对同一距离元信号作FFT获得距离多普勒谱。
4 仿真和实测数据处理
4.1 仿真数据处理
表1杂波仿真参数
杂波直达波多径杂波 延时(距离元)SNR(dB)06325502945624083359530129251332018115223102935
表2目标仿真参数
目标强目标弱目标 延时(距离元)多普勒频移(多普勒元)SNR(dB)2008-5650-7-26
4.2 实测数据处理
图4 实测数据处理结果
5 结论
由于ECA-B算法的分块批处理，抑制了相消距离元内每块信号的零频分量，导致杂波和目标被调制，本文从理论上分析了其调制机理，并提出首先通过载波频偏精估计来补偿杂波调制，然后通过合理选择分块数以避免目标调制或通过估计调制距离元处每块信号的零频分量来补偿目标调制。应注意，补偿目标调制时所选的分块数不宜过大，否则真实目标的SNR被相应消弱，不能利用其作为真实目标的近似SNR来估计调制距离元处每块信号的零频分量。虽然该估计存在一定误差，但仿真和实测数据处理结果表明所提补偿方法仍是有效的。
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方 亮： 男，1986年生，博士生，研究方向为雷达系统与信号处理.
万显荣： 男，1975年生，博士，教授，博士生导师，研究方向为无源雷达系统、高频雷达系统及雷达信号处理等.
Modulation Compensation of the Batch Version of the Extensive Cancellation Algorithm for Clutter Mitigation in Passive Radar
Fang Liang Wan Xian-rong Yi Jian-xin Rao Yun-hua Ke Heng-yu
(,,430072,)
The passive radar faces a significant problem in multipath clutter, and the Batch version of the Extensive Cancellation Algorithm (ECA-B) is an efficient method for clutter mitigation. However, the clutter and target echoes, whose delays are included in the cancelled range area, are modulated due to the block batch processing in the algorithm, and it results in the clutter residues and false target emergences. The modulation mechanism of ECA-B is analyzed and the corresponding compensation method is proposed in this paper. The basic principle of the method is to compensate the clutter modulation by carrier frequency offset fine estimation and then avoid the target modulation by selecting the block number properly or compensate the target modulation by estimating zero frequency components of every block signal in the modulated range cell. The simulation and real-life data results confirm the correctness of the analysis on the modulation mechanism and the validity of the proposed method, which improves the algorithm performance.
Passive radar; Multipath clutter mitigation; Batch version of the Extensive Cancellation Algorithm (ECA-B); Modulation compensation
TN958.97
A
1009-5896(2014)01-0209-06
10.3724/SP.J.1146.2013.00384
2013-03-26收到，2013-07-18改回
国家自然科学基金(41074116, 41106156, 61271400, 60971101)和武汉大学研究生自主科研项目基金(274763)资助课题
万显荣 xrwan@whu.edu.cn
