【摘 要】
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机载雷达是战斗机、预警机中必不可少的装备,在现代化战争中发挥着不可替代的作用。由于杂波的非平稳性,全维度的空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）很难获取足够有效的接收数据样本,降维STAP是解决这个问题的有效手段。另一方面,受限于运动平台的负载能力和空间大小,常规均匀阵列限制了机载雷达对目标的探测能力。充分利用载荷尺寸将阵元稀疏布置或者共形安装,并
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机载雷达是战斗机、预警机中必不可少的装备,在现代化战争中发挥着不可替代的作用。由于杂波的非平稳性,全维度的空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）很难获取足够有效的接收数据样本,降维STAP是解决这个问题的有效手段。另一方面,受限于运动平台的负载能力和空间大小,常规均匀阵列限制了机载雷达对目标的探测能力。充分利用载荷尺寸将阵元稀疏布置或者共形安装,并结合极化雷达体制、多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）雷达体制,是解决该问题的有效途径。在上述背景下,接收数据样本不足的问题更为突出,而且常规降维处理方式在非均匀阵列并不适用。本文针对机载非均匀阵列,围绕空时二维信号处理关于如何设计降维算法,提高杂波抑制性能展开了研究,主要工作与贡献如下:（1）机载非均匀阵列空时通道构造方法研究针对非均匀阵列降维STAP中,采用传统空时通道构造方式存在通道不正交导致杂波抑制性能下降的问题,提出了一种基于方向图零点的通道构造方法,利用数值分析的方法找到方向图零点并以此作为空域通道频点,联合时域通道构造出空时通道。与传统通道构造方法相比,所提算法在局域联合处理（Joint Domain Localized,JDL）和最优通道选择法（Best Channel Method,BCM）两种降维场景中,有效改善了输出信杂噪比损失。并且当扫描方向发生改变时,无需重新计算零点,能够快速构造出空时通道。（2）小样本条件下非均匀阵列雷达降维极化-空时处理算法研究针对非均匀阵列极化空时处理中信号维度更大,接收数据样本不足,杂波抑制性能下降的问题,提出基于稀疏恢复的通道优选算法。利用少量样本通过稀疏恢复的方法估计出杂波噪声协方差矩阵,评估每个极化角度多普勒通道对输出性能的影响,选择出影响最大的若干通道,从而提高降维极化STAP的杂波抑制性能并大幅提升对低慢速目标的检测性能。（3）机载非均匀阵列MIMO雷达降维空时处理通道优选算法研究针对MIMO非均匀虚拟阵列,信号维度过大,有效样本有限的问题,提出一种基于MM框架的的角度多普勒通道选择算法。以MIMO虚拟阵列的工作方式为基础,推导出最优输出信杂噪比的下界,从全局最优的角度出发,建立了优化问题,利用舒尔补和MM算法框架,将非凸问题转化成拟凸问题。此算法在接收数据样本数量有限的情况下具有较大优势。（4）机载共形阵降维空时处理中辅助通道优选方法研究针对共形阵空时处理中,空域通道构造不规则及传统辅助通道选择STAP性能不佳等问题,提出一种基于惩罚序列凸规划的通道优选方法。在广义旁瓣对消处理结构的基础上,联合设计阻塞矩阵、通道选择向量和降维滤波器权值,实现了空域辅助通道构造、选择及STAP权矢量优化的一体化处理。和传统方法相比,所提算法有效提升了输出信杂噪比,并且适用于各种非均匀阵列。
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