子阵级空时自适应处理方法研究

子阵级空时自适应处理方法是相控阵雷达系统中的核心技术之一，旨在优化雷达的性能，提高目标检测能力和干扰抑制能力。自适应数字波束形成（ADBF）是这一领域的重要组成部分，它通过调整相控阵天线各单元的加权系数来形成最佳波束，以应对不同环境和条件下的信号处理需求。 线性约束最小方差（LCMV）准则下的直接子阵加权（DSW）方法是实现ADBF的一种常见策略，但这种方法在存在阵列误差（如幅度误差和相位误差）的情况下，会导致波束形变，从而降低性能。为了解决这个问题，文章研究了子阵级广义旁瓣对消器（GSLC）结构的窄带ADBF方法。GSLC通过引入辅助阵列，能有效地保持波束形状并保持自适应性能，即使在有阵列误差的条件下。通过均匀子阵划分和归一化处理，GSLC可以实现与静态方向图一致的旁瓣电平，增强了抗干扰能力。 随着相控阵技术的进步，宽带信号在现代雷达系统中的应用日益广泛，因其独特的优点，如更宽的频率覆盖和更高的数据率。因此，文章还探讨了针对宽带信号的空时自适应处理（STAP）方法。STAP能够同时考虑时间和空间的信息，从而更有效地抑制干扰。GSLC的子阵级STAP方法被提出，同样采用了Wiener-Hopf方程、Nickel的常规方法以及Householder变换等三种实现方式，以适应宽带信号和宽带干扰环境。 此外，文章还研究了子阵级主阵列和阵元级辅助阵列相结合的ADBF与STAP实现算法。主阵列用于形成静态和动态波束，而辅助阵列则用于自适应干扰抑制。这种结构允许在不显著增加硬件成本的情况下，提高对抗宽带主瓣干扰的能力。 为了进一步优化子阵级STAP结构，文章提出了一种改进方案，即在辅助阵列中采用子阵级处理，并将辅助阵列布置在主阵列较远的位置。这种方法既可以降低软硬件成本，又能提升对宽带主瓣干扰的抑制效果。该改进方案通过最小方差准则和HA算法两种方法进行了实现，并通过仿真验证了其有效性。 本文深入研究了子阵级空时自适应处理的各种方法，包括窄带ADBF和宽带STAP，为相控阵雷达系统提供了更为灵活和强大的干扰抑制手段。这些方法不仅能够应对阵列误差，还能有效应对宽带信号带来的挑战，对于现代雷达技术的发展具有重要的理论和实践意义。