分布式天基预警雷达栅瓣杂波抑制方法研究

来源：信号处理杂志 2025年第11期北京时间：

作者：沈伟, 段克清, 解虎, 王晓戈

摘要：分布式天基预警雷达系统通过多平台协同工作能够实现大范围、高精度的空间目标监测，满足现代战争对全域态势感知的迫切需求。然而，分布式架构在带来性能提升的同时也引入了栅瓣杂波抑制这一关键技术难题。针对该难题，本文重点研究了基于频分多输入多输出（frequency division multiple-input multiple-output， FD-MIMO）技术体制的杂波抑制方法。首先，基于分布式天基预警雷达的空间几何构型和工作特性构建了完备的空时回波信号模型，并结合阵列方向图函数深入探讨了FD-MIMO技术通过载频分集实现栅瓣杂波抑制的内在物理机制。其次，针对实际应用中复杂的电磁环境特性，基于回波相关性将研究场景划分为三类典型情况，即杂波和目标均相关、杂波去相关目标相关以及杂波和目标均去相关；并在此基础上详细研究了三种对应栅瓣杂波抑制方法，包括空时频自适应处理、单载频空时自适应处理（space time adaptive processing， STAP）级联多载频相参处理和单载频STAP级联多载频非相参处理，其中重点推导了不同载频间回波的相位关系。最后，基于仿真实验对三种栅瓣杂波抑制方法的性能进行了分析，验证了采用FD-MIMO体制抑制栅瓣杂波的有效性。研究结果表明：空时自适应处理方法性能最好且最稳健，但是运算复杂度高且对回波信号相关性条件要求苛刻；单载频STAP级联多载频相参处理对杂波相关性无约束且运算复杂度相对较低，更适用于实际工程。该结果可为分布式天基预警雷达系统设计提供理论支撑与工程应用参考。

关键词：分布式系统, 载频分集, 栅瓣杂波抑制