[發(fā)明專利]一種變頻壓縮感知雷達的信號處理方法

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• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111693960A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 許琦陽
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發(fā)明公開了一種變頻壓縮感知雷達的信號處理方法，包括將不同載頻的脈沖按照發(fā)送次序將同余數(shù)的脈沖進行區(qū)分，獲得多個單載頻的雷達回波信號；對每組相同載頻的回波信號進行稀疏恢復處理；其后再對不同載頻的回波信號重構處理的結果進行后處理；取最大值附近區(qū)間內的數(shù)據(jù)進行投票，獲得最終的還原信號。該方法結合傳統(tǒng)雷達的恒虛警檢測和壓縮感知雷達信號重構的思想下，建立了基于壓縮感知的隨機調制變頻雷達目標檢測模型。同時利用發(fā)射信號的隨機特性，提出了多路信號的加權算法，獲得最終的還原信號，可實現(xiàn)多目標下的變頻壓縮感知雷達的目標檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及雷達信號處理技術領域，特別涉及一種變頻壓縮感知雷達的信號處理方法。

背景技術

傳統(tǒng)雷達因為采樣信號中含有過多的冗余信息，以及等間距采樣帶來的頻譜疊加的問題，導致在后期處理中不可避免的要對信號的模糊問題進行處理。而壓縮感知理論深入描述了信號稀疏性和信號重構中的觀測隨機性的問題。因此將壓縮感知理論應用在雷達信號處理上，可以同時解決信號冗余和模糊的問題。

上述壓縮感知基本理論：

傳統(tǒng)的快速傅里葉變換過程是正向計算的過程，即直接對信號進行固定的運算取得結果的過程，其流程可以簡化為圖1所示。

而壓縮感知實質是一種通過結果來反推信號本身的過程，如圖2所示。假定一個原始信號是N維向量y，對其進行隨機間隔采樣將得到一個M(M＜N)維測量向量y'，其過程可以表示為：

y'＝φy (1)

其中，φ為觀測矩陣。

另外，由于y是原始信號在時域上的表示。如果y在ψ域上可以被另一個信號s稀疏表示，則又有：

y＝ψs (2)

其中s中僅有K(K＜＜N)個非零系數(shù)，信號y被稱為在基ψ上是稀疏的。稱ψ為s的稀疏基，K為信號的稀疏度。

由式(1)和式(2)，將觀測矩陣φ和稀疏基ψ相乘，可得：

y'＝φψs＝Θs (3)

Θ稱為感知矩陣。而稀疏恢復的過程，就是通過求解以下問題，找到一個最優(yōu)的s：

min||s||_l0 s.t.y＝Θs (4)

壓縮感知雷達因為完全基于信號稀疏恢復理論，因此保證信號的稀疏性是可以完好重構原始信號的一大前提。這就導致了在目標數(shù)量增加時，信號稀疏性被破壞，雷達的檢測性能下降。

因此，如何解決基于壓縮感知的隨機調制雷達在目標數(shù)量較多的情況下的目標檢測問題，是同行從業(yè)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容

鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種至少解決上述部分技術問題的變頻壓縮感知雷達的信號處理方法，優(yōu)化目前壓縮感知雷達在面對多目標處理時旁瓣基底高，虛警率高的問題。

本發(fā)明實施例提供一種變頻壓縮感知雷達的信號處理方法，包括以下步驟：

S10、將不同載頻的脈沖按照發(fā)送次序將同余數(shù)的脈沖進行區(qū)分，獲得多個單載頻的雷達回波信號；

S20、對每組相同載頻的回波信號進行稀疏恢復處理；其后再對不同載頻的回波信號重構處理的結果進行后處理；

S30、取最大值附近區(qū)間內的數(shù)據(jù)進行投票，獲得最終的還原信號。

在一個實施例中，所述步驟S10，包括：