鄧晶　劉延春

摘要：空時自適應(yīng)處理（STAP）是一種用于運動平臺雷達對運動目標(biāo)檢測的有效技術(shù)，能夠顯著提升現(xiàn)有雷達裝的檢測性能。在實際應(yīng)用中，該技術(shù)需要大量的訓(xùn)練樣本對接收信號中的雜波、噪聲協(xié)方差矩陣進行估計。然而，由于在大多數(shù)探測環(huán)境中雜噪背景變化較快，可用于估計的獨立樣本較少，從而導(dǎo)致該技術(shù)性能損失嚴(yán)重。針對這種情況，本文提出了一種基于知識輔助（KA）的新型STAP算法，該算法通過先驗知識首先對雜噪?yún)f(xié)方差矩陣進行推算，并將推算的結(jié)果與少量樣本估計結(jié)果進行融合，從而極大地減少了精確估計所需樣本的數(shù)量。仿真實驗結(jié)果表明，本文算法能夠顯著提升現(xiàn)有STAP技術(shù)的收斂速度，克服其在實際應(yīng)用中的障礙。

關(guān)鍵詞：機載雷達；空時自適應(yīng)處理；知識輔助

中圖分類號：TN957.51 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）27-0253-02

20世紀(jì)70年代，Reed等人首次提出了空時二維自適應(yīng)處理（STAP）方法[1]。該方法將原有的自適應(yīng)陣列處理技術(shù)推廣至陣列-脈沖兩個維度，通過空時聯(lián)合處理，根據(jù)接收信號中非期望信號（本文主要針對雜波、噪聲）的統(tǒng)計特性自適應(yīng)形成二維濾波器，有效提高了非期望信號的抑制能力，顯著增強了運動平臺雷達對地面動目標(biāo)的檢測功能。

經(jīng)過幾十年的研究，STAP技術(shù)在理論上已相當(dāng)成熟。然而，在實際運用中，該技術(shù)卻面臨嚴(yán)重瓶頸。由于該技術(shù)本身屬于自適應(yīng)信號處理范疇，應(yīng)用中必需大量的樣本信號對非期望信號的統(tǒng)計特性（雜波、噪聲協(xié)方差矩陣）進行估計。但實際中探測場景變化很快，可用于估計的獨立同分布訓(xùn)練樣本數(shù)量遠遠少于精確估計所需的數(shù)目[1，2]。

針對這一點，各國研究者開展了快速收斂STAP算法的研究，探求適用于少量樣本的STAP處理方法，并取得了一些成果。其中，美國DDAPA提出的知識輔助（KA）思想，是一種可用于提高STAP收斂速度的可行思路[3]。鑒于這一點，本文將KA引入STAP處理中，提出了一種基于知識輔助的STAP信號處理算法。該算法將原有的估計過程與先驗知識有機融合，僅需少量樣本就可以達到與雜波協(xié)方差矩陣已知條件下相近的性能，是一種實際可行的快速收斂STAP算法。

1 空時自適應(yīng)處理基本原理

圖2給出了本文算法的收斂速度曲線，并與對角加載矩陣求逆（LSMI）算法的收斂速度曲線進行了對比。從圖中可以看出，本文算法能夠有效提高原有STAP算法的收斂速度，僅需幾個樣本即能完成雜波有效抑制。

3 結(jié)束語

本文借助知識輔助思想，提出了一種基于知識輔助的新型STAP算法。該算法通過先驗知識獲取雜噪?yún)f(xié)方差矩陣，并用于最終的自適應(yīng)處理，與原有STAP算法相比，收斂速度顯著提高，可直接用于實際處理。

參考文獻：

[1] I. S. Reed， J. D. Mallett， L. E. Brennan. Rapid convergence rate in adaptive arrays[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems， 1974， 10（6）：853-863.

[2] W. L. Melvin. Eigenbased modeling of nonhomogeneous airborne radar environments[J]. Proc.of the IEEE National Radar Conf.， Dallas， TX， USA， 1998： 171-176.

[3] J. R. Guerci. Knowledge-Aided Adaptive Radar at DARPA： An Overview[J]. IEEE Signal Processing Magazine， 2006， 23（1）：41-50.

[4] J. Ward. Space-Time Adaptive Processing for Airborne Radar Systems[J]. Lincoln Lab， Mass， Inst Technol， Lexington， MA， Tech Rep 1015， DTIC AD-A293032，1994.

[通聯(lián)編輯：梁書]