一种基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114280553A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111551107.1(22)申请日2021.12.17(71)申请人常熟理工学院地址215500江苏省苏州市常熟市南三环路99号(72)发明人陶宇宋志伟刘诚毅顾涵徐健张静亚(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人张俊范(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法(57)摘要本发明公开了一种基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，包括对各发射脉冲的附加相位调制，增大压制性干扰信号与目标回波在等效虚拟空域的入射角差值；建立等效虚拟空域模型，提供压制性干扰信号与目标回波在等效虚拟空域的入射角可分性；构造等效虚拟空域滤波矩阵，基于虚拟等效空域模型，从虚拟入射角将压制性干扰信号进行抑制；建立与求解角度‑距离级联稀疏优化问题重构得到真实目标对应的稀疏向量，获得真实目标的距离信息与等效虚拟入射角，并基于等效虚拟空域模型进一步得到目标的多普勒信息。本发明方法可提高压制性干扰下压缩感知雷达目标探测性能。CN114280553ACN114280553A权利要求书1/3页1.一种基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)对压缩感知雷达发射脉冲串内的P个脉冲进行相位调制，为每一个发射脉冲增加一个特定的附加调制相位；步骤2)建立压缩感知雷达回波脉冲串的等效虚拟阵列模型，形成等效虚拟空域，并将等效虚拟空域离散为M个空域网格，得到虚拟角度扫描矢量为等效虚拟入射角；步骤3)建立等效虚拟空域入射角完备字典Ψθ；步骤4)建立回波脉冲群RT的联合稀疏表示模型，其中(·)T表示矩阵的转置运算；步骤5)对等效虚拟角度空间进行划分，设定目标带ΩS与干扰带ΩJ，同时ΩS∪ΩJ＝[‑π,π]；设置目标带ΩS对应的目标波束同时将干扰带ΩJ对应的目标波束设置为0；步骤6)根据总体目标波束，构造等效虚拟空域滤波矩阵Φθ；步骤7)对回波脉冲群RT进行等效虚拟空域滤波观测，得到干扰抑制观测后的观测信号TT矩阵Y＝ΦθR；步骤8)求解级联稀疏优化问题根据最终输出的稀疏目标特性矩阵G中非零元素所在的行列坐标，得到目标的距离信息与等效虚拟入射角信息，计算得到目标的多普勒信息，其中Θ为过渡特征矩阵，Θ_m为Θ的第m行，G为稀疏特征矩阵，G_l为G的第l行，L为目标时延空间离散网格数，Ψτ为基于发射信号的时延信息字典。2.根据权利要求1所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，所述对压缩感知雷达发射脉冲串内的P个脉冲进行相位调制，为每一个发射脉冲增加一个特定的附加调制相位，具体为令s(t)为基带发射信号，则第p个发射脉冲信号为其中φt为选定的脉冲初始差值相位，由P个发射脉冲组成的发射脉冲串即为3.根据权利要求2所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤2)中建立压缩感知雷达回波脉冲串的等效虚拟阵列模型，并将等效虚拟空域进行离散化的过程，具体为：当所探测目标的多普勒频率为fd时，相邻回波脉冲之间，将产生由目标多普勒频率引起的相位差Δφ＝2πfdTp，Tp为脉冲重复周期，将所述相位差进行等效变换：其中d为等效虚拟阵列的阵元间距，将等效虚拟空域进行离散化得到虚拟入射角扫描矢量其中空域网格数M即为扫描的角度数量，为第m个虚拟入射角。4.根据权利要求1所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，所述建立等效虚拟空域入射角完备字典具体包含以下步骤：3.1)针对虚拟入射2CN114280553A权利要求书2/3页角扫描矢量，构造虚拟入射角对应的等效虚拟阵列接收导引矢量其中λ为信号波长，3.2)构造等效虚拟空域入射角完备字典5.根据权利要求1所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，所述建立回波脉冲群RT的联合稀疏表示模型，具体为：其中与分别为各离散等效入射角上的潜在目标散射系数与潜在时延，N为信号采样长度，Θ为过渡特征矩阵，过渡特征矩阵为行稀疏矩阵。6.根据权利要求1所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，所构造等效虚拟空域滤波矩阵Φθ的过程具体为：求解优化问题其中γ是设定的通带软约束系数，ζ为测量噪声软约束系数，||·||F为Frobenius范数。7.根据权利要求3所述的基于虚拟空域滤波的压缩感知雷达压制性干扰抑制方法，其特征在于，求解级联稀疏优化问题，具体步骤为：8.1)初始化过程参量矩阵Θ(0)，G(0)为全1矩阵；8