[发明专利]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

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。

主权项

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，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T_m+1＝mT_r+εt_m，其中，K≤M，0≤ε<1，t_m～B(0,T_r)，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，T_m+1为索引m+1的脉冲发射时刻，m为脉冲索引，T_r为均匀脉冲重复周期，ε为偏移因子，t_m为索引m的随机因子，B(0,T_r)为(0,T_r)范围内服从伯努利分布；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；在步骤S2中，所述空时导向词典由矩阵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x_t＝Φγ_t，γ_t为目标空时快拍的复幅度，v(f_d,i,f_s,j)为空时导向矢量，f_d,i为多普勒频率，f_s,j为空间频率，γ_c；i,j为杂波在角度‑多普勒平面网格所对应的复幅度，i＝1,...,N_d为多普频率划分索引，j＝1,...,N_s为空间频率划分索引，N_d为多普勒频率划分数量，N_s为空间频率划分数量；所述空间离散化处理具体为：将空间频率范围归一化为f_s∈[‑0.5,0.5]，并对空间频率范围进行均匀划分为N_s＝ρ_sN等分；多普勒频率范围为f_d∈[‑f_r/2,f_r/2]，并对多普勒频率范围进行均匀划分为N_d＝ρ_dM等分；实现将整个角度‑多普勒平面划分为N_sN_d个网格；其中ρ_d,ρ_s分别表示多普勒频率和空间频率的分辨尺度，f_s为归一化空间频率范围，N为接收阵列数量，f_d为多普勒频率范围，f_r为最大不模糊多普勒频率；在步骤S3中，所述角度‑多普勒像为P，其中，为杂波在角度‑多普勒平面网格所对应的能量，i＝0,1,...,N_d，j＝0,1,...N_s，为估计得到的杂波角度‑多普勒像。