论文导读：天基雷达系统中杂波存在时空二位耦合的问题，在杂波抑制的上通常采用空时自适应处理（STAP）的方法。基于天基雷达系统中杂波和干扰对STAP处理的影响，论文围绕天基雷达对STAP处理的需求，开展了对单基地天基雷达系统的STAP算法对天基雷达杂波抑制的仿真研究。
关键词：天基雷达，杂波特性，空时自适应处理
1 引言
在天基雷达的GMTI处理中主要的任务就是抑制杂波回波。使用一维滤波器如相位中心偏置天线（DCPA）技术消除杂波[1]-[4]，能够在全杂波带宽内获得足够的杂波抑制，但是这种方法是以衰减低速目标信号为代价的(与主瓣杂波多普勒频率相同的目标信号同样被抑制)。相反，空时二维自适应处理（STAP）技术通过天线阵列对空域进行采样和连续相干脉冲串对时域采样获得空时域雷达信号，可以进一步在空域和时域来区分信号和杂波[4]-[8]，因此可以检测更低运动速度的目标，STAP技术的二维权值具有更加稳健的误差特性，具有同时抑制杂波和干扰的能力[5]。
由于在天基雷达系统中杂波存在时空二维耦合的问题，所以必须采用STAP的方法来抑制杂波。和机载的情况相比，天基雷达系统中的杂波和干扰的特点对STAP处理主要表现在以下几个方面：1)由于卫星具有极高的运动速度，杂波占据了很大的多普勒范围；2)由于天基雷达系统中的工作距离比较远，波束在地面的足迹很大。存在距离模糊问题，将对STAP的算法造成影响；3)由于地球自转、非均匀性等因素的影响，杂波在距离向上具有非平稳性，在自适应STAP算法中，这造成了训练数据缺乏的困难。这个问题在双/多基地天基雷达系统中更为明显；4)即使目标具有较高的速度，和目标相近的杂波仍然可能处在主波束内，对STAP的性能造成影响；5)卫星的轨道运动比较具有规律性，更容易受到大量干扰影响；6)由于平台非常远，而需要实现实时处理，由于尺寸、重量和功率等因素的限制，必须要采用一些简化的算法。
基于天基雷达系统中杂波和干扰对STAP处理的影响，论文围绕天基雷达中STAP处理的需求，开展单基地天基雷达系统的STAP算法对天基杂波抑制性能的仿真研究。
2 杂波抑制方法的选择
当目标的速度较高时，如果选择的PRF足够高，考虑采用脉冲多普勒处理方法可以使目标的多普勒频率处在杂波清晰区，从而直接利用多普勒域的处理可以实现对目标的检测。由于天基雷达系统中的杂波展宽范围宽，对于慢速移动目标，目标的多普勒频率有可能处在主杂波覆盖区域内，所以采用脉冲多普勒结构进行处理的应用范围很有限。同时，由于目标的径向速度小以及频谱折叠的问题，目标的多普勒频率处于主杂波区的可能性是很大的，因此，必须考虑能够提高系统MDV处理性能的检测方法。
另外一种可以考虑的处理结构是DPCA的结构。DPCA实际是STAP的一种简化实现方式，通过对脉冲间相位中心的位置关系进行严格约束，以抵消杂波相对运动的影响[9]-[15]。DPCA的优点是运算量小，处理简单。但是 DPCA结构对系统的误差非常敏感，如：
1)平台运动状态：DPCA要求平台的运动速度和方向严格满足一定的关系，但是在天基雷达的应用中，由于平台的运动偏航、地球自转等因素的影响，不可避免的存在误差；
2)定时误差的影响：PRF的误差；
3)通道失配误差；
4)杂波内部起伏；
5)无法实现对干扰的自适应抑制:在天基雷达的应用中，由于卫星轨道的运动是很有规律性的，所以必须要考虑到以后可能存在的电子干扰的情况。所以DPCA结构在这个问题上是一个很大的弱点。
基于以上的考虑，重点研究STAP处理算法在天基雷达杂波抑制中的应用。
3单基地天基雷达STAP算法性能
本节主要考察最优STAP和各种降维STAP在单基地天基雷达系统中的性能。性能评价的主要标准是SINR损失及其对应的MDV性能。仿真条件如下：天基雷达轨道高度807km；轨道倾角 ；天线子阵数目80；天线子阵阵元数(行×列)20×1；脉冲数8； ;重频2469.6053Hz；波长0.3m；天基雷达主波束方向方位角，俯仰角 ；星下点经纬度( )；杂噪比20dB；干噪比10dB。
3.1最优STAP性能
  
(a)理想情况 (b)杂波起伏 (c) 阵元误差(无距离模糊)
  
(d)阵元误差(有距离模糊) (e)地球自转 (f)距离模糊(有地球转)
图1 单基地天基雷达最优STAP处理性能
Ø理想情况下的信干噪比损失
理想情况是指不考虑阵元误差，杂波起伏，地球自转和距离模糊等情况。当采用相同的阵元和脉冲数，改变 ,可以看出处理器的性能变差，最小可检测速度(MDV)增加，如图1(a)所示。这是因为随着的增加，杂波的自由度增加。
Ø杂波起伏的影响
当杂波内部有起伏时，杂波自由度增加， 性能恶化，如图1(b)所示。免费论文参考网。
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