基于空时自适应处理的机载机控阵雷达子阵结构研究张良，保铮，廖桂生(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071)摘要：由于实际的杂波谱随距离呈现一定的非均匀性，相应地要求STAP处理器在俯仰上也应具有可控自由度文中以64X12正侧面矩形阵为例，比较了在总的空域自由度一定的条件下,3种子阵结构STAP的性能研究结果表明，当空域自由度在阵面的水平和垂直方向上(与距离对应)合理分配时,STAP处理器能够自适应抑制与距离有关的强杂波，使整体剩余杂波加噪声功率下降A3dB,从而可使STAP的潜能得到进一步的发挥关键词：相控阵雷达;子阵结构;空时自适应处理;改善因子;杂波抑制中图分类号:TN957151;TN958192文献标识码:A文章编号：100122400(1999)0620685206StudyofsubarrayconfjurationhtheSTAP-basedairbomephasedarrayradarZHANGLiang,BAOZheng,LIAOGuilsheng(Natbna1KeyLab.ofRadarSigna1Piucessing,XidianUniv.,Xian710071,China)AbstractDuetothenonhomogeneitywiththerangeoftheactualclutterpowerspec2trum,theSTAPprocessorshouldhaveacontrollableDOF(DegreeofFreedom)inele2vatbndinensbnaccordinglyWitha64X12sidewaybokingplanarrectangulararrayasanexainple,wecomparetheSTAPresultsofthreesubarrayconfiguratbnsundertheconditbnthatthetotlaspatia1DOFisgivenItfolbwsthattheSTAPpmcessorcansuppressrangedependantstrongclutterechoesadaptivelywhenthespalia1DOFisar2rangedproperlybetweenthehorizontaldirectbnandverticaldirection(inaccordancewiththerange).Thegaininthereductionoftheentireresidualclutteraddingnoisepowerisabout2~3dB,whichcanmakefurtheruseoftheSTAPpotentialKeyWords:phasedarrayradar;subarrayconfiguration;space2tineadaptiveprocessing(STAP);hipmveinentfactor;cluttersuppressbn一部由Nc和NR行组成的矩形相控阵雷达，其总单元数Nr=NRXNC,在一个相干处理间隔(CPI)内每个单元接收K个脉冲，对这NrK维的数据进行全空时自适应处理至少会带来3个方面问题-是计算量太大，处理器硬件难以实现;二是估算杂波协方差矩阵所需的独立同分布(lid)参考单元太多，实际上得不到满足;三是将阵元数据直接变换成正交数字信号，需要大量的接收机通道，系统的复来程度和成本高昂上述几点成为开展降维STAP研究的动因$〜当前应用较多的空域降维方法是:将每一列上的个阵元通过微波网络形成列子阵，从而将矩阵收稿日期:1998212225基金项目：国家自然科学基金资助项目(69802009)作者简介:张良(19682),男,高级工程师，酋安电了科技大学博士生12318129101118I267812131418等效成一个Nc元的线阵,接着在线阵的基础上进行空时自适应处理当然，如果Nc仍有过大Z嫌,还可以对等效阵元进行组合，以形成规模更大而数目则进一步减少的子阵.对于正侧-血阵而言，在完全理想的条件下，杂波谱结构不随距离变化而变化，在多普勒频率和锥允余弦这两维坐标下就可以将它描述出来川，与这种谱结构理想匹配的自适应空时滤波器对所有距离段都是匹配的因此将正侧而矩形阵等效为水平线阵后再做STAP处理是有效的然而，所有雷达各通道间实际上不可避免地存在幅度和相位误差，使得在同一个仰角处各列子阵滋方向性增益不尽相同，这时需要用多普勒频率、锥角余弦和距离（对应于俯仰角）这三维坐标才能完成描述杂波谱从整个空则2®空间来讲，自适应匹配滤波器在不同的距离上应该是不一致的，要实现尽可能理想的滤波，在俯仰方向也需要可控自由度这就是说，空域子阵应该在天线阵面上划分，以兼顾多普勒维和距离维的需要1研究对象所研究雷达工作在L波段,64列X12行,正侧面安装，即阵面法线与航向垂直其主要的系统参数见表1所示表1雷达系统主要技术参数参量名数值参星名数值工作波长K01225m载机高度8000m阵面规模64列X12行载机速度225m脉阵元间距015K冲重复频率2500Hz接收阵加权形式方位-35dB,Taylor权距离门宽度150m俯仰-25dB,Taylor权相干积累脉冲数34（两个用于MTI）容许的子阵数18沢线单元接收杂噪比60dB对于该雷达，假设所容许的空域通道数Ns为18个,设计了3种子阵形成的方案,参...