[發(fā)明專利]一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610133614.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN105785338B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全英匯;吳耀君;冉磊;邢孟道;李亞超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法，可應(yīng)用于雷達(dá)實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電子偵察、對(duì)抗、導(dǎo)彈等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

頻率捷變雷達(dá)發(fā)射的脈沖載頻頻率在一定范圍內(nèi)快速變化，各載頻可按一定規(guī)律變化，也可隨機(jī)跳變。

頻率捷變雷達(dá)具有一系列優(yōu)勢(shì)：1)可提高抗干擾性能，2)增加雷達(dá)探測(cè)距離，3)有效抑制海浪雜波以及其他分布雜波的干擾，4)提高追蹤精度，等等。在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)日益復(fù)雜的電磁環(huán)境中，頻率捷變雷達(dá)具有廣闊的應(yīng)用前景。

由于雷達(dá)載頻在一定范圍內(nèi)捷變，導(dǎo)致目標(biāo)回波相位非線性變化，影響目標(biāo)高分辨距離像合成與多普勒信息提取。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法，該方法中采用模擬退火算法對(duì)壓縮感知模型中的字典矩陣進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了字典矩陣的列相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了重構(gòu)雷達(dá)回波目標(biāo)精確性的優(yōu)化。

本發(fā)明的技術(shù)思路為；通過探索目標(biāo)場(chǎng)景的稀疏特性，采用一種基于壓縮感知(Compressive Sensing，CS)的頻率捷變雷達(dá)信號(hào)處理算法，進(jìn)行目標(biāo)高分辨距離-速度二維聯(lián)合壓縮感知。為了提高稀疏恢復(fù)算法中基矩陣的重構(gòu)性能，采用模擬退火算法對(duì)頻率捷變雷達(dá)各載頻頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了字典矩陣的列相關(guān)性，從而提高雷達(dá)回波信號(hào)重構(gòu)性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，建立所述頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)模型；

步驟2，將所述頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)模型轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)的壓縮感知模型；

步驟3，根據(jù)所述頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)的壓縮感知模型構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)中包含頻率捷變雷達(dá)的載頻序列；

步驟4，采用模擬退火算法求解所述目標(biāo)函數(shù)，得到優(yōu)化后頻率捷變雷達(dá)的載頻序列。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)雷達(dá)模型選用的是頻率捷變雷達(dá)，相對(duì)于傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)，具有合成寬帶寬，探測(cè)距離遠(yuǎn)，抗電子對(duì)抗，抗干擾等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有更強(qiáng)的在復(fù)雜環(huán)境中生存的能力。(2)由于頻率捷變雷達(dá)的載頻是隨機(jī)跳變的，這就導(dǎo)致了回波相位的非線性變化，因而傳統(tǒng)的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)MTD等技術(shù)不能很好的在頻率捷變雷達(dá)中適用；本發(fā)明所采用的目標(biāo)檢測(cè)手段是基于壓縮感知的目標(biāo)特征重構(gòu)，該方法避免了傳統(tǒng)方法對(duì)一個(gè)目標(biāo)檢測(cè)出多個(gè)多普勒頻率的缺點(diǎn)。(3)本發(fā)明使用了模擬退火算法對(duì)頻率捷變雷達(dá)的載頻進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加了頻率捷變雷達(dá)壓縮感知模型重構(gòu)信號(hào)的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所采用的模擬退火算法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的優(yōu)化載頻頻率捷變雷達(dá)的字典矩陣列相關(guān)性與隨機(jī)載頻序列頻率捷變雷達(dá)字典矩陣的列相關(guān)性對(duì)比示意圖；

圖4是本發(fā)明中所采用的優(yōu)化載頻頻率捷變雷達(dá)與隨機(jī)載頻頻率捷變雷達(dá)的目標(biāo)成功估計(jì)概率隨SNR的變化曲線示意圖；

圖5是本發(fā)明中所采用的優(yōu)化載頻頻率捷變雷達(dá)與隨機(jī)載頻頻率捷變雷達(dá)的目標(biāo)能量估計(jì)誤差隨SNR的變化曲線示意圖；

圖6是本發(fā)明中所采用的優(yōu)化載頻頻率捷變雷達(dá)與隨機(jī)載頻頻率捷變雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)結(jié)果對(duì)比示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種頻率捷變雷達(dá)載頻的優(yōu)化方法，如圖1所示，所述方法包括如下步驟：

步驟1，建立所述頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)模型。

步驟1具體包括：

(1a)獲取目標(biāo)粗距離像；

隨機(jī)產(chǎn)生長(zhǎng)度為Q的載頻序列，所述頻率捷變雷達(dá)發(fā)射的脈沖信號(hào)中每個(gè)脈沖內(nèi)采用線性調(diào)頻率相同的線性調(diào)頻波形，則所述頻率捷變雷達(dá)回波信號(hào)表示為：