基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度‑多普勒成像方法.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CN106324596A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201611056025.9(22)申请日2016.11.23(66)本国优先权数据201610816328.X2016.09.09CN(71)申请人深圳大学地址518000广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人阳召成全桂华黄建军黄敬雄(74)专利代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312代理人王利彬(51)Int.Cl.G01S13/89(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度-多普勒成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度-多普勒成像的方法，包括下述步骤：S1：基于雷达体制，获得空时压缩采样数据；S2：对所述空时压缩采样数据中的多普勒频率空间和空间频率分别进行空间离散化处理，并获得空时导向词典；S3：根据所述空时导向词典估计空时功率谱，并获得包含杂波与目标的角度-多普勒像。本发明有效解决了目标、杂波多普勒模糊问题，提高杂波抑制与目标检测性能；降低了雷达系统发射的脉冲数量，能在相同的脉冲相干处理间隔内发射其它雷达波形或者同时观测多个角度，从而有效地提高了雷达时间维的复用能力；在相同的脉冲数量下，能有效提高多普勒分辨能力；雷达波形的低截获能力，抗干扰能力更强。CN106324596ACN106324596A权利要求书1/1页1.一种基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度-多普勒成像方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：基于雷达体制，获得空时压缩采样数据；S2：对所述空时压缩采样数据中的多普勒频率空间和空间频率分别进行空间离散化处理，并获得空时导向词典；S3：根据所述空时导向词典估计空时功率谱，并获得包含杂波与目标的角度-多普勒像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述雷达体制下从M个非周期性的脉冲序列中随机抽取K个完成发射，M个非周期的脉冲时刻满足关系式Tm+1＝mTr+εtm，其中，K≤M，0≤ε＜1，tm～B(0,Tr)，M为单个相干处理时间内脉冲序列个数，K为随机脉冲重复周期雷达体制下总发射脉冲个数，Tm+1为索引m+1的脉冲发射时刻，m为脉冲索引，Tr为均匀脉冲重复周期，ε为偏移因子，tm为索引m的随机因子，B(0,Tr)为(0,Tr)范围内服从伯努利分布。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述空时导向词典由所述矩阵Φ来表示；其中，杂波空时快拍在角度-多普勒域上的复幅度目标分量xt＝Φγt，γt为目标空时快拍的复幅度，v(fd,i,fs,j)为空时导向矢量，fd,i为多普勒频率，fs,j为空间频率，γc；i,j为杂波在角度-多普勒平面网格所对应的复幅度，i＝1,...,Nd为多普频率划分索引，j＝1,...,Ns为空间频率划分索引，Nd为多普勒频率划分数量，Ns为空间频率划分数量。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述空间离散化处理具体为：将空间频率范围归一化为fs∈[-0.5,0.5]，并对空间频率范围进行均匀划分为Ns＝ρsN等分；多普勒频率范围为fd∈[-fr/2,fr/2]，并对多普勒频率范围进行均匀划分为Nd＝ρdM等分；实现将整个角度-多普勒平面划分为NsNd个网格；其中ρd,ρs分别表示多普勒频率和空间频率的分辨尺度，fs为归一化空间频率范围，N为接收阵列数量，fd为多普勒频率范围，fr为最大不模糊多普勒频率。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述角度-多普勒像其中，为杂波在角度-多普勒平面网格所对应的能量，i＝0,1,...,Nd，j＝0,1,...Ns，为估计得到的杂波角度-多普勒像。2CN106324596A说明书1/5页基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度-多普勒成像方法技术领域[0001]本发明属于雷达信号处理领域，更具体地，涉及一种基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度-多普勒成像方法。背景技术[0002]空时自适应处理方法(Space-TimeAdaptiveProcessing,STAP)是机载雷达系统中杂波抑制和运动目标检测的一项重要技术。传统的STAP方法对训练样本数量要求高，在非均匀、非平稳的杂波环境中很难获取数量众多的样本用来设计空时滤波器。诸如辅助通道法(AuxiliaryChannelProcessor,ACP)、主分量法(PrincipleComponents,PC)、局部联合处理(jointdomainlocalized,JDL)法、多级维纳滤波器MultistageWinerFilter,MWF)算法、辅助特征向量法