[发明专利]一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法

说明书

本发明公开了一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法，相参是指各脉冲之间存在确定的相位关系，对各脉冲相参处理能够提高信噪比、获得高距离分辨率。捷变频是指雷达发射的一个脉冲串中各脉冲的载频在频带内随机选取。由于捷变频信号的频谱不连续，使得其距离旁瓣往往较高，这通常会导致强目标淹没弱目标或多个目标旁瓣合成虚假目标等问题。本发明将相参捷变频信号合成高分辨距离像作为稀疏信号重建问题，构建贝叶斯模型并利用最大后验方法估计模型参数。通过使目标函数最小，求解参数更新表达式，最终实现相参捷变频雷达距离高分辨处理。本发明适用于相参捷变频雷达或非连续谱信号的距离旁瓣抑制、合成高分辨距离像等问题。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体为一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法。

背景技术

相参捷变频雷达发射脉冲串中的各脉冲初始相位关系确定，载频在频带范围内随机跳变。相参捷变频雷达具有以下优势：从电子对抗的角度来看，信号频谱的非连续性可避免在较窄频带内集中很高的能量，从而降低被敌方发现的可能性；相参捷变频雷达以较少的脉冲合成大宽带信号，能保证系统分辨率；相参捷变频雷达还具有脉冲信号的优势。但是，由于信号频谱的非连续性，其距离旁瓣往往较高，这往往会导致强目标旁瓣淹没弱目标或多个目标旁瓣合成虚假目标等问题，造成产生虚假目标和目标丢失等情况，影响雷达工作性能。此外，当今雷达工作的电磁环境日益复杂，很难找到一段干净的频段，因此研究相参捷变频雷达高分辨距离像合成方法具有重要意义。

针对相参捷变频雷达旁瓣抑制问题，可以通过信号波形设计的途径，通过选择最优频点组合达到降低距离旁瓣的目的(详见：随机跳频信号设计与处理技术研究，彭江，国防科技大学，2016年)，但是这种算法在可用频带有限时可能无法使用，且此类算法通常需要耗费较多的计算时间；还可以利用谱修正算法(详见：谱修正算法在随机跳频干扰的旁瓣抑制中的应用，温帅等，舰船电子对抗，2018年，第4期)在频域对匹配滤波器加权，但该方法以损失信噪比为代价；或利用基于压缩感知的算法，如，通过划分速度网格构建交叉向量，根据信号模型和交叉调制向量构建半正定规划(SDP)问题，求解SDP问题获取距离参数估计值，但交叉调制向量的构建基于速度网格且受网格间隔影响较大(详见：专利CN201910132135.6，捷变频雷达速度-距离参数联合估计方法及装置，黄天耀等)。为了解决相参捷变频雷达距离旁瓣随机性强、幅度大等问题，本发明提出了一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法，将相参捷变频雷达合成高分辨距离像作为稀疏信号重建问题，构建贝叶斯模型并用最大后验方法估计模型参数，建立目标函数，通过使目标函数最小求解参数更新公式，最终获取稀疏的距离像，实现了相参捷变频雷达距离高分辨处理。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种稀疏学习的相参捷变频雷达距离高分辨处理方法，包括：

S1、从频率集中随机选取一定数量的频率作为各脉冲相对于中心频率的频率步进量，构造一个周期的相参频率捷变发射信号；

S2、构造稀疏信号重建模型，取DFT矩阵作为字典矩阵；

S3、初始化P矩阵、距离像和噪声功率；

S4、每次迭代，更新距离像、噪声功率和P矩阵；

S5、判断迭代结果是否收敛或迭代次数是否达到上限；若是，则转到S6；否则，则转到S4；

S6、停止迭代，输出高分辨距离像。

可选地，所述步骤S1具体包括：