[發(fā)明專利]基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210166228.2
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114624668A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易建新;謝德強(qiáng);萬顯榮
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G06F17/17
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

本發(fā)明提供了一種基于回波重構(gòu)的On?grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法及設(shè)備。所述方法包括：采用觀測矩陣、稀疏近似解和殘差重構(gòu)目標(biāo)回波信號；對發(fā)射信號和重構(gòu)回波信號進(jìn)行過采樣處理,并計算二維匹配濾波器響應(yīng)；重新搜索目標(biāo)譜峰位置，并使用二階多項式內(nèi)插算法得到時延、多普勒頻率和幅度參數(shù)。本發(fā)明通過重構(gòu)目標(biāo)回波信號，并對發(fā)射信號和重構(gòu)回波信號進(jìn)行過采樣處理,并計算二維匹配濾波器響應(yīng)，獲取目標(biāo)譜峰位置后，最終得到雷達(dá)波的時延、多普勒頻率和幅度參數(shù)，可以降低計算復(fù)雜度，提高理論估計精度，有利于工程實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

得益于在大多數(shù)的探測場景中雷達(dá)回波在時延-多普勒平面上的分布具有稀疏特性，稀疏恢復(fù)的方法常被用于解決高副瓣電平和低分辨問題。目前廣泛使用的稀疏恢復(fù)方法假設(shè)目標(biāo)分布在有限離散的參數(shù)(比如時延-多普勒)空間中，然后求解觀測方程的稀疏近似解，最終實現(xiàn)超分辨效果，這些方法通常被稱為有網(wǎng)格(On-grid)稀疏方法，該方法通過On-grid稀疏恢復(fù)算法處理后的距離多普勒譜具有一個顯著且有別于傳統(tǒng)匹配濾波方法的特點(diǎn)，即目標(biāo)譜峰非常尖銳，主瓣寬度很小，臨近峰值的其他采樣點(diǎn)遠(yuǎn)小于峰值點(diǎn)，目標(biāo)譜峰及其臨近采樣點(diǎn)不再滿足分布在同一拋物線主峰的假設(shè)，從而導(dǎo)致二次多項式內(nèi)插法失效。因此，開發(fā)一種基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法及設(shè)備，可以有效克服上述相關(guān)技術(shù)中的缺陷，就成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法及設(shè)備。

第一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法，包括：采用觀測矩陣、稀疏近似解和殘差重構(gòu)目標(biāo)回波信號；對發(fā)射信號和重構(gòu)回波信號進(jìn)行過采樣處理,并計算二維匹配濾波器響應(yīng)；重新搜索目標(biāo)譜峰位置，并使用二階多項式內(nèi)插算法得到時延、多普勒頻率和幅度參數(shù)。

在上述方法實施例內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例中提供的基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法，所述采用觀測矩陣、稀疏近似解和殘差重構(gòu)目標(biāo)回波信號，包括：采用發(fā)射信號經(jīng)過時延和多普勒頻率的調(diào)制構(gòu)造觀測矩陣中的原子向量，將原子向量與稀疏解向量中與目標(biāo)對應(yīng)的非零項相乘，與殘差向量相加得到目標(biāo)回波信號。

在上述方法實施例內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例中提供的基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法，所述目標(biāo)回波信號，包括：

其中，secho1為第一目標(biāo)回波信號，L為擴(kuò)散峰的數(shù)量，為第l條回波徑的相對幅度，為中間變量，為第l條時延為τ_l＝n_lT_s的零多普勒多徑信號，r為殘差，f_l為第l條回波徑的多普勒頻率，e為自然指數(shù)，j為復(fù)數(shù)符號，nl為時延點(diǎn)數(shù)，T_s為時域采樣間隔，N為回波信號時域采樣點(diǎn)數(shù)，T為轉(zhuǎn)置符號，s_T[·]為發(fā)射信號的采樣點(diǎn)。

在上述方法實施例內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例中提供的基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法，所述目標(biāo)回波信號，還包括：

其中，s_echo2為第二目標(biāo)回波信號，A為觀測矩陣，為表示向量。

在上述方法實施例內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例中提供的基于回波重構(gòu)的On-grid稀疏恢復(fù)雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計方法，所述并使用二階多項式內(nèi)插算法得到時延，包括：