[發(fā)明專利]基于壓縮感知的波束空間域米波雷達(dá)測(cè)高方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310241319.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN103353596A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳伯孝;武宇娟;朱偉;楊明磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/08
• 分類號(hào): G01S13/08
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于壓縮感知的波束空間域米波雷達(dá)測(cè)高方法，包括以下步驟：

1）從雷達(dá)回波中提取目標(biāo)信號(hào)：

x＝AS₀+n

其中，A為M×K維陣列流型，S₀＝[s₁,s₂,…,s_K]^T為K×1維的信號(hào)矢量，n為M×1維的白噪聲，滿足零均值、方差為σ²的復(fù)高斯分布，各陣元輸出噪聲統(tǒng)計(jì)獨(dú)立；

2）根據(jù)信源是空域稀疏的特性，采用空間網(wǎng)格劃分方法，將空間劃分為N份，構(gòu)造一個(gè)信號(hào)稀疏化后對(duì)應(yīng)的M×N維陣列流型ψ和N×1維的空域稀疏信號(hào)S＝[s₁,s₂,…,s_N]^T，N＞＞K，那么目標(biāo)信號(hào)x改寫為：

x＝ψS+n；

3）使用數(shù)字波束形成法DBF對(duì)目標(biāo)信號(hào)x進(jìn)行仰角粗測(cè)，得到粗側(cè)角度α，進(jìn)而得到目標(biāo)信號(hào)仰角所在空域O；

4）將所述空域O劃分為P份，P＞＞M，M表示陣元數(shù)，得到空域矩陣Θ：

Θ＝[α_l,α_l+Δα,α_l+2Δα,…,α_r],

其中，表示Θ的左邊界，表示Θ的右邊界，表示半功率波束寬度，Δα為步長(zhǎng)，Δα=0.1°；

5）在空域O內(nèi)計(jì)算波束變換矩陣B；

6）對(duì)波束變換矩陣B進(jìn)行預(yù)白化處理，得到白化波束變換矩陣T；

7）將目標(biāo)信號(hào)x投影到白化波束變換矩陣T，得到波束域量測(cè)信號(hào)z＝Tx；

8）用F×P維觀測(cè)矩陣φ對(duì)量測(cè)信號(hào)z進(jìn)行壓縮采樣，F(xiàn)＜＜P，得到F×1維的觀測(cè)信號(hào)y＝Φz(mì)；

9）根據(jù)觀測(cè)信號(hào)y和白化波束變換矩陣T，利用貪婪追蹤類算法中的正交匹配追蹤方法，通過式迭代，選取一個(gè)局部最優(yōu)解逐步逼近空域稀疏信號(hào)S，得到空域稀疏信號(hào)S的估計(jì)值：

S^=[s^1,s^2,···,s^i,···,s^N],]]>

其中，||?||₁表示求向量1-范數(shù)，s.t表示約束條件，||?||₂表示求向量2-范數(shù)，β為噪聲標(biāo)準(zhǔn)差；

10）定義目標(biāo)角度范圍θ＝[θ₁,θ₂,…,θ_i,…,θ_N]，根據(jù)所得估計(jì)值的元素與目標(biāo)角度范圍θ的元素的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即與θ_i一一對(duì)應(yīng)，得到目標(biāo)測(cè)角結(jié)果θ_d：

其中，d表示估計(jì)值中不為零的元素的下標(biāo)，d∈[1,N]；

11）根據(jù)目標(biāo)測(cè)角結(jié)果θ_d和已知的目標(biāo)距離R，通過三角變換得到目標(biāo)高度：

H＝Rsin(θ_d)。