基于壓縮感知的雷達信號處理應用研究.pdf

1、當前各種雷達體制如相控陣雷達、寬帶/超寬帶雷達、合成孔徑與逆合成孔徑雷達等，都采用數(shù)字化處理技術(shù)從回波中提取目標參數(shù)信息。壓縮感知理論能夠用遠低于奈奎斯特(Nyquist)理論的采樣速率采集信號、獲取離散數(shù)據(jù)，然后通過非線性重構(gòu)算法重建信號，是信號處理領域的一個革命性突破。本文對壓縮感知在雷達信號處理中的應用展開研究，擬解決目前雷達信號處理中存在的若干問題，主要內(nèi)容有:
　　(1)遠程雷達及多目標跟蹤的相控陣雷達對目標跟蹤數(shù)據(jù)率較

2、低，多普勒頻率的估計存在模糊問題。本文采用了一種基于壓縮感知的隨機稀疏脈沖多普勒解模糊新方法。雷達系統(tǒng)只需隨機發(fā)射稀疏的探測脈沖，通過設計相應的感知矩陣，運用壓縮感知重構(gòu)算法進行信號重建，從而獲得無模糊的多普勒頻率值。研究分析得出，應用中隨機稀疏脈沖的發(fā)射時刻設置并非完全隨機，還應考慮目標的觀測數(shù)目和無模糊距離的影響。仿真表明，該方法可以解決遠程雷達的多普勒模糊問題，而且大大節(jié)省了相控陣雷達的時間資源。
　　(2)寬帶雷達信號的應

3、用需要高速的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，造成雷達數(shù)據(jù)量劇增。本文通過采用寬帶逆合成孔徑雷達成像信號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)省了雷達時間資源，同時降低了信號采樣率和存儲傳輸代價。在成像時運用壓縮感知重構(gòu)算法重建原始信號，再對重構(gòu)后的成像數(shù)據(jù)在距離向和方位向分別作信號預測，從而獲得超分辨率的雷達圖像。
　　(3)低目標跟蹤數(shù)據(jù)率也給遠程雷達的微多普勒測量帶來較大困難。本文對低脈沖重復頻率條件下的微多普勒提取問題進行研究，