[發明專利]一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法

在審

• 申請號: 201910772574.3
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110646786A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 陶宇;劉誠毅;張靜亞;錢楓;呂崗;居偉駿
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08;G01S13/58;G01S7/41
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

1.一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1，基于目標可能的時延信息，建立壓縮感知雷達回波脈沖串的距離維聯合稀疏字典Ψ，在稀疏字典Ψ下，第i個脈沖的接收信號r_i具有如下的稀疏表示模型r_i＝Ψθ_i，其中θ_i為第i個脈沖對應的稀疏向量；

步驟2，構造速度聚焦觀測矩陣Φ_v，并利用Φ_v對回波脈沖信號群進行觀測，得到目標回波的多普勒譜，隨后通過對目標多普勒譜進行譜峰搜索，得到場景內目標的多普勒頻率估計值；

步驟3，根據各目標的多普勒頻率估計值，構造得到多目標聯合積累觀測矩陣Φ_p，進而對回波脈沖信號群進行積累觀測；

步驟4，構造速度-距離配對觀測矩陣，對積累觀測后的數據進行二次觀測，得到配對后接收信號y；

步驟5，基于稀疏字典Ψ，重構得到稀疏向量，從而完成對目標參數的估計。

2.根據權利要求1所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，在步驟1中，所述聯合稀疏字典Ψ包含目標可能的時延信息，而不包含目標可能的多普勒頻率信息。

3.根據權利要求1所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，在步驟2中，利用速度聚焦觀測矩陣對目標的多普勒頻率進行估計的方法，具體包括以下步驟：

步驟2.1，構造速度聚焦觀測矩陣Φ_v；

步驟2.2，令回波信號采樣長度為Q，定義一個長度為Q的全1向量η；

步驟2.3，對多脈沖回波信號群R進行觀測得到聚焦后的多普勒譜其中表示克羅內克積，vec(.)表示向量化函數；

步驟2.4，對濾波后多普勒譜進行譜峰搜索，估計得到各目標的速度。

4.根據權利要求3所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，所述步驟2.1構造速度聚焦觀測矩陣，具體包括：

步驟2.11，根據目標多普勒區間的掃描范圍與掃描間隔，定義歸一化多普勒掃描矢量d；

步驟2.12，令表示壓縮感知雷達的發射脈沖重復頻率，并定義單位頻移量

步驟2.13，由多普勒掃描矢量d與單位頻移量ω_d構造速度聚焦觀測矩陣Φ_v。

5.根據權利要求3所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，在步驟2.11中，歸一化多普勒掃描矢量，具體為：令目標歸一化多普勒掃描區間的的范圍為[-0.5,0.5]，離散間隔總數為N_d，則歸一化多普勒掃描矢量為d＝[-0.5,-0.5+Δd,-0.5+2Δd,...,-0.5+N_dΔd]。

6.根據權利要求3所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，在步驟2.23中，構造速度聚焦觀測矩陣Φ_v，具體為

，

其中P為接收回波脈沖數。

7.如權利要求6所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，在步驟3中，構造多目標聯合積累觀測矩陣，具體為：對應目標多普勒頻率估計值構造積累觀測子矩陣隨后根據所有場景內所有K個目標，構造多目標聯合積累觀測矩陣

8.根據權利要求1所述的一種壓縮感知雷達多目標速度-距離配對觀測方法，其特征在于，步驟4中構造速度-距離配對觀測矩陣，對聯合積累觀測后的數據進行配對觀測，具體包括：

步驟4.1，構造配對觀測矩陣Φ_M；

步驟4.2，對回波信號群進行聯合積累觀測與配對觀測，得到匹配后積累觀測矢量y＝RΦ_AΦ_M。