[发明专利]基于稀疏约束的宽带雷达目标复回波去噪方法

摘要

本发明公开了一种基于稀疏约束的宽带雷达目标复回波去噪方法。其步骤为：（1）获取目标复距离像；（2）确定系数向量和惩罚因子；（3）构造去噪性能评估函数；（4）更新系数向量；（5）判断相对误差是否大于误差门限；（6）恢复复距离像。本发明采用超分辨傅立叶基，可以更好地提高宽带雷达目标复波回的信噪比，可用于在噪声背景下对飞机、汽车等运动目标的雷达回波进行噪声抑制。

主权项

1.一种基于稀疏约束的宽带雷达目标复回波去噪方法，包括以下步骤：（1）获取宽带雷达目标的复距离像：对宽带雷达目标的复时域回波做脉冲压缩，得到宽带雷达目标的复距离像；（2）确定系数向量和惩罚因子：2a）对宽带雷达目标的复距离像做N点的快速傅立叶变换，得到宽带雷达目标的复距离像的复频谱，将该复频谱做K点的快速逆傅立叶变换，得到宽带雷达目标的复距离像的系数向量，其中N表示宽带雷达目标的复距离像的长度，K表示宽带雷达目标的复距离像的系数向量的长度；2b）根据宽带雷达目标的复距离像估计噪声功率；2c）根据噪声功率确定惩罚因子；（3）构造去噪性能评估函数：3a）设定误差门限β=10^-6；3b）按照下式，获得超分辨基矩阵的元素，构造超分辨基矩阵：Rm,l=e-j2πN(m-1)(l-1)]]>其中，R_m,l表示超分辨基矩阵的第m列第l行的元素；m=1,...,M，M表示超分辨基矩阵的总列数；l=1,...,L，L表示超分辨基矩阵的总行数；e表示自然常数；j表示虚数单位；π表示圆周率；N表示宽带雷达目标的复距离像的长度；3c）按照下式，构造宽带雷达目标复回波去噪性能评估函数：J(a)=||Z-Ea||22+f||a||0]]>其中，J(a)表示宽带雷达目标复回波去噪性能评估函数，a表示宽带雷达目标的复距离像的系数向量，Z表示宽带雷达目标的复距离像的复频谱，E表示超分辨基矩阵，表示求向量的2-范数，f表示惩罚因子，表示宽带雷达目标的复距离像的系数向量a中非零元素的个数；（4）更新系数向量：4a）对宽带雷达目标的复距离像的系数向量求导，得到宽带雷达目标复回波去噪性能评估函数的梯度向量；4b）对宽带雷达目标的复距离像的系数向量求二阶导，得到宽带雷达目标复回波去噪性能评估函数的海森矩阵；4c）用宽带雷达目标复回波去噪性能评估函数的梯度向量更新宽带雷达目标的复距离像的系数向量，得到更新后的宽带雷达目标复距离像的系数向量；4d）计算宽带雷达目标复距离像系数向量的相对误差；（5）判断相对误差是否大于误差门限：判断宽带雷达目标的复距离像的系数向量的相对误差是否大于误差门限，如果是，则执行步骤（4），否则，执行步骤（6）；（6）恢复复距离像：6a）将超分辨基矩阵与宽带雷达目标的复距离像的系数向量做内积，得到去噪的宽带雷达目标的复距离像的复频谱；6b）对去噪的宽带雷达目标的复距离像的复频谱做快速逆傅立叶变换，得到恢复的宽带雷达目标的复距离像。