复杂地形下米波测高技术研究

米波雷达由于具有反隐身和反辐射导弹的优良性能，重新引起雷达界的高度重视，开发具备测高能力的米波三坐标（距离、方位、俯仰）雷达是当今雷达界的共识。目前在米波测高技术中，对多径信号的建模是建立在平坦反射面条件下的镜面散射模型，然而在实际环境中，反射面情况是复杂的，因此有必要合理建模。本项目拟研究在复杂地形下的米波测高技术，利用散射中心的思想对反射面的电磁散射特性进行研究，从而对多径信号进行合理地数学表征，进而研究米波段下低角跟踪算法，为复杂环境下的信源定位问题提供关键技术。

米波雷达是远程预警反隐身的重要装备，米波测高技术是米波三坐标雷达的关键技术。本项目针对复杂地形下的米波测高问题进行研究，将粗糙面电磁散射仿真、基于稀疏重构的信号处理理论以及凸优化算法结合，研究了多径信号的数学表征，米波段下低角跟踪算法。该项目共发表学术论文6篇，其中SCI检索2篇，EI检索4篇；申请发明专利2项；参加国际学术会议1人次；培养硕士生3名。取得的主要学术成果如下：（1）利用3D造型软件Rhinoceros，在已知数字高程图或一定分布规律的条件下，对典型地形进行表征，然后利用电磁仿真软件对造型软件生成的地形数据进行电磁散射特性仿真。仿真结果表明，在无明显障碍物及大尺度起伏的情况下，雷达低角度前向散射RCS总体上比后向散射RCS大的多。这说明利用散射中心思想对粗糙面进行建模进而对多径信号进行数字表征是可行的。（2）研究复杂反射面下的波达方向估计问题。本项目采用稳健的自适应波束形成算法抑制多径干扰信号，针对运动场景下，积累快拍数有限，主波束指向存在误差以及信号噪声时变等因素，提出了基于脊参数估计的对角加载系数选取算法。针对已有测角方法在低信噪比或信源相距较近时不能有效地抑制虚假谱峰等问题，提出了一种针对正则化参数选取的稀疏正则化信源定位算法，仿真结果表明提出方法能够提高分辨力、有效抑制虚假谱峰、提高抗噪性能。研究一种基于少量先验信息的稳健波束形成算法，该算法利用Capon空间谱对干扰加噪声协方差矩阵进行重构，利用重构后的矩阵代替采样数据协方差矩阵来近似估计真实的干扰加噪声协方差矩阵。由于重构后的矩阵包含的期望信号分量很小，减小了其与真值之间的误差，在不增加先验信息的前提下，提高了算法的输出信干噪比和对误差的鲁棒性。