非合作双平台机载雷达杂波建模与STAP研究

Based on the application of low altitude aircraft stealth target detection for the airborne early warning radar in complex environment, this project will finish the clutter modeling and develop reduced-dimension STAP algorithm for the non cooperative double platform airborne radar. Taking into account the characteristics of dual platform radar, the widely applicable clutter modeling will be studied, the clutter spectral and major factors which affect the non-homogeneous clutter will be analyzed in detial. A new method for selecting auxiliary channels in reduced-dimension space–time adaptive processing (STAP) based on maximum cross-correlation energy will be proposed for dual platform airborne radar. The proposed approach will achieve the desired output signal-to-interference-noise performance with the minimum number of auxiliary channels. Consequently, the proposed approach can reduce the requirement of the sample support dramatically. The compensation of non-homogeneous clutter is another major priority. By the new proposed STAP algorithm and clutter knowledge-based compensation method, the STAP will perform properly in the practical non-homogeneous clutter environment in which the number of independent identical distribute samples is limited. Thus, the stealth target detection performance will be enhanced, and this work can lay the theoretical foundation for the application of airborne dual platform radar.

本项目以预警机雷达复杂环境下的隐身目标以及低空突防飞行器检测为应用背景，开展机载非合作双平台雷达杂波建模和降维STAP算法研究。针对机载非合作双平台雷达平台的工作特点，建立杂波模型，并详细分析杂波谱特征以及非均匀性杂波的关键影响因素。基于杂波认知的思想，从最大互相关能量角度出发，发展降维STAP算法辅助通道快速选择算法理论，实现在同样的杂波抑制性能条件下，达到降低机载非合作双平台雷达降维STAP处理的自适应自由度和计算复杂度的目的，并研究基于杂波认知的非均匀杂波自适应补偿方法，使得空时自适应处理算法可以在独立同分布样本个数极其有限的现实非均匀环境中应用问题，提升隐身目标检测能力，为机载非合作双平台雷达工程应用奠定理论基础。

自二次世界大战之后，雷达在战争中的重要性越来越凸显，在现代战役中掌握制空权更成为赢得胜利的关键。自从上世纪70年代以来，美国就开始了飞机射频隐身技术研究。从最早的隐身飞机F-117A，到后来的B-2隐身轰炸机，再到F-22和F-35，美国已逐渐掌握飞机射频隐身技术，“隐身目标”成为现代雷达的一个重要威胁。. 本项目以预警机雷达复杂环境下的隐身目标以及低空突防飞行器检测为应用背景，开展机载非合作双平台雷达杂波建模和降维STAP算法研究。针对机载非合作双平台雷达平台的工作特点，建立杂波模型，并详细分析杂波谱特征以及非均匀性杂波的关键影响因素。基于杂波认知的思想，从最大互相关能量角度出发，发展降维STAP算法辅助通道快速选择算法理论，实现在同样的杂波抑制性能条件下，在同样的杂波抑制性能条件下，将STAP辅助通道个数降低为2~3个，降低机载非合作双平台雷达降维STAP处理时的计算复杂度，着重解决现实非均匀环境中独立同分布样本个数极其有限的问题，使可用的独立同分布样本个数仅有5个也可正常工作，达到降低机载非合作双平台雷达降维STAP处理的自适应自由度和计算复杂度的目的，并研究基于杂波认知的非均匀杂波自适应补偿方法，使得空时自适应处理算法可以在独立同分布样本个数极其有限的现实非均匀环境中应用问题，提升隐身目标检测能力，为机载非合作双平台雷达工程应用奠定理论基础。