多个静止目标超分辨测向的方法.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CN114184998A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111266512.9(22)申请日2021.10.28(71)申请人零八一电子集团有限公司地址628017四川省广元市利州区奔月路1号(72)发明人吴冉万群邹麟朱玉军王宗全帅晓飞张桂梅(51)Int.Cl.G01S3/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称多个静止目标超分辨测向的方法(57)摘要本发明公开的一种多个静止目标超分辨测向的方法，属于信号处理技术领域。本发明通过下述技术方案实现：在脉冲缺失情况下，引入感知字典构造测量矩阵，通过重建向量的非零元素脚标与字典中的原子的对应关系确定多个静止目标的角度，利用随机缺失的脉冲信号建立雷达回波信号的稀疏化模型；根据天线方向图调制信息，将角度估计区域划分，构成冗余字典；利用随机缺失的脉冲信号及干扰信号构成回波脉冲信号，分辨出雷达对前视向波束内的稀疏目标；在目标的距离‑方位单元进行压缩感知稀疏重构，对未知目标复幅度向量估计，实现同一个距离方向单元内的静止多目标的方位估计，最终获取超分辨目标测向目标信息，进行蒙特卡洛实验，给出测向误差积累分布。CN114184998ACN114184998A权利要求书1/2页1.一种多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：在脉冲缺失情况下，首先均匀划分来波方向DOA估计区域，利用观测信号构造一个感知字典来降低字典原子间的相关系数,引入感知字典构造测量矩阵及字典，通过重建向量的非零元素脚标与字典中的原子的对应关系确定多个静止目标的角度；结合压缩感知理论，利用随机缺失的脉冲信号及干扰信号建立雷达回波信号的稀疏化模型；根据天线方向图调制信息，构建双向天线增益，生成脉冲缺失数、目标复幅度、干扰信号和部分缺失的接收脉冲矩阵，将角度估计区域划分，构成冗余字典；利用随机缺失的脉冲信号及干扰信号构成回波脉冲信号，以基追踪方法来重建稀疏信号，分辨出雷达对前视向波束内的稀疏目标；然后选取非零元素的目标幅度值，由部分缺失的脉冲矩阵z、字典干扰信号归一化的协方差矩阵Q和数据噪声限定量ε，在所有满足的解中选择向量1范数最小的解在目标的距离‑方位单元进行压缩感知稀疏重构，对未知目标复幅度向量估计，获得目标的超分辨DOA估计，实现同一个距离方向单元内的静止多目标的方位估计，最终获取超分辨目标测向目标信息，进行蒙特卡洛实验，给出测向误差积累分布。2.如权利要求1所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：基于‑3dB波束宽度θB(单位：rad)，雷达天线恒定角速度ωR(单位：rad/s)，雷达脉冲重复周期T(单位：s)，获取方向角单元脉冲采样数N＝θB/ωRT和方向角单元个数K＝2π/θB。M个目标对应的方位角为利用天线方向图调制信息构建第k个方位角单元中第i个目标方向的第n个脉冲的双向天线增益：其中，R为半径，F表示天线主波束方向图，G0为最大增益。3.如权利要求2所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：利用天线方向图函数G(θTGi,n′)构成雷达驻留时间内接收到的M个目标共N′个时刻的部分缺失的脉冲矩阵z，随机删除操作矩阵nr行，由零均值复高斯白噪声n和高斯分布的杂波c组成N′×1维干扰向量d；目标的波达方向为其中，N′＝N‑nr,1≤nr≤N。4.如权利要求3所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：将波束扫描雷达角度估计区域划分成L1等分，预测目标方位角为θ1,θ2,…,θL1，构建一个由L1个原子构成的维度为N×L1的字典其中，ai是由天线方向图调制函数构成的字典的第i列，n′＝0,1,…N′‑1，n′为部分缺失的脉冲数。5.如权利要求4所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：根据稀疏信号的稀疏度和方向角单元个数K＝2π/θB，获取目标信号的未知复振幅向量b，即利用基追踪方法重建一个L1×1的向量由部分缺失的脉冲矩阵z、字典干扰信号归一化的协方差矩阵Q和数据噪声限定量ε，在所有满足的解中选择向量1范数最小的解构建如下优化模型：2CN114184998A权利要求书2/2页其中，s.t.表示约束条件，Q表示协方差矩阵，ε为数据噪声限定量。6.如权利要求5所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：选取前M大的非零元素其脚标与字典中的原子ai(θi,n′)一一对应，由脚标获取目标对应的来波方向θi，其中，i＝1,2,…M，l＝1,2,…,L1。7.如权利要求1所述的多个静止目标超分辨测向的方法，其特征在于：同一距离方位单元内两个目标的角度分别为θTG1＝0.5736°，θTG2＝1.4619°，令12个时刻的目标回波脉冲随机缺失，则目标天线波束包络非连续，其他参