[發明專利]基于壓縮感知的MIMO雷達波形分離方法

有效

• 申請號: 201710293690.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107037409B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 胡曉偉;童寧寧;張永順;郭藝奪;王宇晨
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01S7/32
• 分類號: G01S7/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于壓縮感知的MIMO雷達波形分離方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據目標DOD信息，計算目標到各發射陣元的距離差，依據距離差調整各發射通道時延，使不同發射通道波形同時到達目標；對第m個基帶發射波形t為快時間，m＝0,1,…,M-1，計算發射時延為第0個發射陣元T₀到第m個發射陣元T_m的位置矢量，n_t為已知的目標DOD方向單位矢量，c為波速；第m個發射陣元T_m的發射信號可表示為其中f為載頻；

S2、各接收通道接收目標回波信號，根據目標DOA計算目標到各接收陣元的距離差，依據距離差調整各接收通道回波信號時延，使不同接收通道回波具有相同的時延；

S21、設為第n個接收陣元接收到的回波信號，n＝0,1,…,N-1，計算第n個接收陣元的包絡時延其中為第0個接收陣元R₀到第n個接收陣元R_n的位置矢量，n_r為目標DOA方向單位矢量；對接收回波進行包絡時延，回波信號為

S22、對回波y_n(t)進行離散采樣得到y_n(i)，其中，t＝i/f_s,i＝0,1,…,I-1，f_s為雷達采樣頻率，I為采樣數；

S3、根據發射信號形式，構建感知矩陣；

S31、對距離向成像區域進行離散化，設距離向成像區域范圍為ΔR，則成像區域離散化單元個數為K＝2ΔR·f_r/c，其中f_r為距離向采樣頻率，f_r＝a·f_s，a＝1,2,…；

S32、對第m個發射波形進行時延得到信號其中，τ_k為第k個離散化單元對應的時延，k＝0,1,…,K-1；以采樣頻率f_r對發射信號進行離散采樣，采樣信號構成向量形式為J為發射信號對應的采樣點數；

S33、構建發射波形集基矩陣其中，為第m個發射波形對應的基矩陣；

S34、從J×J的單位矩陣中以a-1為間隔均勻抽取I個行向量構成觀測矩陣

S35、構建感知矩陣

S4、利用聯合稀疏恢復算法，對各收發通道一維距離像進行重構，實現波形分離；

S41、構建第n個接收通道中第m個發射波形對應的一維距離像信號向量ρ_k,mn為目標上位于第k個距離單元的所有散射點對第m個發射波形的調制函數；將M個發射波形對應的一維距離像信號向量排列為一個向量，得到第n個接收通道對應的波形分離結果的信號形式

S42、將第n個接收通道回波表示為向量形式y_n＝Ξθ_n，其中，為y_n(i)的向量形式，n＝0,1,…,N-1；將所有接收通道回波信號統一表示成一個多觀測向量模型

Y＝ΞΘ

其中，

S43、利用聯合稀疏恢復算法，M-FOCUSS算法q＝2，求解以下正則化代價函數的最小化問題

其中，||·||_F代表矩陣的Frobenius范數，κ是一個正則化參數，為反映Θ聯合稀疏性的代價函數，0≤p≤1,q≥1，Θ_j·為Θ的第j個行向量，

S44、將重構結果Θ重新排列，得到各收發通道的一維距離像分離結果ρ_·mn，m＝0,1,…,M-1，n＝0,1,…,N-1。