[發明專利]基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法

在審

• 申請號: 202110595553.6
• 申請日: 2021-05-29
• 公開（公告）號: CN113391286A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陸星宇;徐邦禎;譚珂;楊建超;虞文超;戴崢;蘇衛民;顧紅
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，包括：

構建距離維冗余字典與多普勒維字典；

建立二維塊稀疏恢復優化模型，以建模目標散射信息反演問題；

通過基于光滑l0范數的優化問題迭代求解方法，獲得多通道的距離-多普勒模糊圖；

采用數字波束形成方法進行通道間相干處理，獲得指定波束指向的距離-多普勒模糊圖；

對距離多普勒圖采用單元平均恒虛警處理，以檢測目標并獲取目標對應的距離、多普勒信息。

2.根據權利要求1所述的基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，假設MIMO雷達具有M個發射通道和N個接收通道，首先將目標可能所在的距離范圍劃分為L_r個離散格點，每個格點所對應的快時間延時分別為(l_r-1)Δ_r，其中Δ_r為格點間的最小時延間隔，l_r＝1,…,L_r；由于M個通道發射波形不同，對于每種發射信號，以離散格點的距離維回波信號為原子，構造相應的距離維冗余字典：A₁,A₂,…,A_M；然后，將所有M個發射通道對應的字典排列，得到最終的距離維冗余字典：A＝[A₁,A₂,…,A_M]。

3.根據權利要求2所述的基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，多普勒維字典為傅里葉字典或冗余傅里葉字典。

4.根據權利要求2所述的基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，多普勒維字典表達式如下所示：

其中,L_d表示為目標可能所在的多普勒范圍劃分的離散格點數，N_p為多普勒維采樣點數。

5.根據權利要求1所述的基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，建立二維塊稀疏恢復優化模型，以建模目標散射信息反演問題，具體為：

步驟2.1：構建回波的字典表示模型

在獲得距離維字典與多普勒維字典后，回波信號張量可表示為：

Y(:,:,n)＝AZ(:,:,n)D^H+E (1)

其中，D為多普勒域字典，Z為待恢復的各通道距離-多普勒圖，E為表示噪聲的張量；L_p表示距離維采樣點數，N_p表示多普勒維采樣點數；

步驟2.2:重排字典，獲得回波的塊稀疏表示模型

將距離維矩陣A重排得到新的距離維字典重排之后，張量具備二維塊稀疏結構；

為了利用該二維塊稀疏結果，構造如下優化問題：

其中，ε為約束殘差的正數，表示的塊稀疏約束項，其中可表示為為的第l_r個距離單元、第l_d個多普勒單元對應的發射-接收陣元信號矩陣，||·||_F表示Frobenius范數，In(x)是指示函數：

6.根據權利要求1所述的基于二維塊稀疏恢復的虛擬孔徑MIMO雷達目標探測方法，其特征在于，將距離維矩陣A重排方式為：將距離維矩陣A中同一距離門處的不同發射陣元所對應的原子按組聚集，然后將各組按距離從近到遠的順序重新排列。