[發明專利]一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法

在審

• 申請號: 202110863226.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113589250A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 鄭成鑫;劉俊豪;高亮;張金強;梁影;王榮;陳潛
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G06F17/16;G06F30/20
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 完增榮;張雙紅

本發明公開了一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法，相參是指各脈沖之間存在確定的相位關系，對各脈沖相參處理能夠提高信噪比、獲得高距離分辨率。捷變頻是指雷達發射的一個脈沖串中各脈沖的載頻在頻帶內隨機選取。由于捷變頻信號的頻譜不連續，使得其距離旁瓣往往較高，這通常會導致強目標淹沒弱目標或多個目標旁瓣合成虛假目標等問題。本發明將相參捷變頻信號合成高分辨距離像作為稀疏信號重建問題，構建貝葉斯模型并利用最大后驗方法估計模型參數。通過使目標函數最小，求解參數更新表達式，最終實現相參捷變頻雷達距離高分辨處理。本發明適用于相參捷變頻雷達或非連續譜信號的距離旁瓣抑制、合成高分辨距離像等問題。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域，具體為一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法。

背景技術

相參捷變頻雷達發射脈沖串中的各脈沖初始相位關系確定，載頻在頻帶范圍內隨機跳變。相參捷變頻雷達具有以下優勢：從電子對抗的角度來看，信號頻譜的非連續性可避免在較窄頻帶內集中很高的能量，從而降低被敵方發現的可能性；相參捷變頻雷達以較少的脈沖合成大寬帶信號，能保證系統分辨率；相參捷變頻雷達還具有脈沖信號的優勢。但是，由于信號頻譜的非連續性，其距離旁瓣往往較高，這往往會導致強目標旁瓣淹沒弱目標或多個目標旁瓣合成虛假目標等問題，造成產生虛假目標和目標丟失等情況，影響雷達工作性能。此外，當今雷達工作的電磁環境日益復雜，很難找到一段干凈的頻段，因此研究相參捷變頻雷達高分辨距離像合成方法具有重要意義。

針對相參捷變頻雷達旁瓣抑制問題，可以通過信號波形設計的途徑，通過選擇最優頻點組合達到降低距離旁瓣的目的(詳見：隨機跳頻信號設計與處理技術研究，彭江，國防科技大學，2016年)，但是這種算法在可用頻帶有限時可能無法使用，且此類算法通常需要耗費較多的計算時間；還可以利用譜修正算法(詳見：譜修正算法在隨機跳頻干擾的旁瓣抑制中的應用，溫帥等，艦船電子對抗，2018年，第4期)在頻域對匹配濾波器加權，但該方法以損失信噪比為代價；或利用基于壓縮感知的算法，如，通過劃分速度網格構建交叉向量，根據信號模型和交叉調制向量構建半正定規劃(SDP)問題，求解SDP問題獲取距離參數估計值，但交叉調制向量的構建基于速度網格且受網格間隔影響較大(詳見：專利CN201910132135.6，捷變頻雷達速度-距離參數聯合估計方法及裝置，黃天耀等)。為了解決相參捷變頻雷達距離旁瓣隨機性強、幅度大等問題，本發明提出了一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法，將相參捷變頻雷達合成高分辨距離像作為稀疏信號重建問題，構建貝葉斯模型并用最大后驗方法估計模型參數，建立目標函數，通過使目標函數最小求解參數更新公式，最終獲取稀疏的距離像，實現了相參捷變頻雷達距離高分辨處理。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種稀疏學習的相參捷變頻雷達距離高分辨處理方法，包括：

S1、從頻率集中隨機選取一定數量的頻率作為各脈沖相對于中心頻率的頻率步進量，構造一個周期的相參頻率捷變發射信號；

S2、構造稀疏信號重建模型，取DFT矩陣作為字典矩陣；

S3、初始化P矩陣、距離像和噪聲功率；

S4、每次迭代，更新距離像、噪聲功率和P矩陣；

S5、判斷迭代結果是否收斂或迭代次數是否達到上限；若是，則轉到S6；否則，則轉到S4；

S6、停止迭代，輸出高分辨距離像。

可選地，所述步驟S1具體包括：