基于壓縮感知的雷達(dá)信號(hào)處理應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前各種雷達(dá)體制如相控陣?yán)走_(dá)、寬帶/超寬帶雷達(dá)、合成孔徑與逆合成孔徑雷達(dá)等，都采用數(shù)字化處理技術(shù)從回波中提取目標(biāo)參數(shù)信息。壓縮感知理論能夠用遠(yuǎn)低于奈奎斯特(Nyquist)理論的采樣速率采集信號(hào)、獲取離散數(shù)據(jù)，然后通過(guò)非線性重構(gòu)算法重建信號(hào)，是信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)革命性突破。本文對(duì)壓縮感知在雷達(dá)信號(hào)處理中的應(yīng)用展開(kāi)研究，擬解決目前雷達(dá)信號(hào)處理中存在的若干問(wèn)題，主要內(nèi)容有:
　　(1)遠(yuǎn)程雷達(dá)及多目標(biāo)跟蹤的相控陣?yán)走_(dá)對(duì)目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)率較

2、低，多普勒頻率的估計(jì)存在模糊問(wèn)題。本文采用了一種基于壓縮感知的隨機(jī)稀疏脈沖多普勒解模糊新方法。雷達(dá)系統(tǒng)只需隨機(jī)發(fā)射稀疏的探測(cè)脈沖，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的感知矩陣，運(yùn)用壓縮感知重構(gòu)算法進(jìn)行信號(hào)重建，從而獲得無(wú)模糊的多普勒頻率值。研究分析得出，應(yīng)用中隨機(jī)稀疏脈沖的發(fā)射時(shí)刻設(shè)置并非完全隨機(jī)，還應(yīng)考慮目標(biāo)的觀測(cè)數(shù)目和無(wú)模糊距離的影響。仿真表明，該方法可以解決遠(yuǎn)程雷達(dá)的多普勒模糊問(wèn)題，而且大大節(jié)省了相控陣?yán)走_(dá)的時(shí)間資源。
　　(2)寬帶雷達(dá)信號(hào)的應(yīng)

3、用需要高速的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，造成雷達(dá)數(shù)據(jù)量劇增。本文通過(guò)采用寬帶逆合成孔徑雷達(dá)成像信號(hào)的方位向稀疏脈沖和距離向壓縮采樣相結(jié)合的方法，既節(jié)省了雷達(dá)時(shí)間資源，同時(shí)降低了信號(hào)采樣率和存儲(chǔ)傳輸代價(jià)。在成像時(shí)運(yùn)用壓縮感知重構(gòu)算法重建原始信號(hào)，再對(duì)重構(gòu)后的成像數(shù)據(jù)在距離向和方位向分別作信號(hào)預(yù)測(cè)，從而獲得超分辨率的雷達(dá)圖像。
　　(3)低目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)率也給遠(yuǎn)程雷達(dá)的微多普勒測(cè)量帶來(lái)較大困難。本文對(duì)低脈沖重復(fù)頻率條件下的微多普勒提取問(wèn)題進(jìn)行研究，