《基於壓縮感知的寬頻雷達數據採集與成像方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由石志廣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於壓縮感知的寬頻雷達數據採集與成像方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：石志廣
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
寬頻雷達由於距離分辨力高，能夠提供豐富的目標信息，具有重要的軍事和民用價值。壓縮感知是一種新的數據採集和處理理論，它對具有稀疏性的信號，通過巧妙設計採樣矩陣，獲得低於奈奎斯特採樣率要求的壓縮採樣數據，並通過重建算法恢復原始信號。將壓縮感知理論套用於寬頻雷達設計，具有以下兩個突出的優勢：(1)稀疏採樣大大降低了寬頻雷達的數據率，降低了對數據採集和存儲的要求，突破了限制頻寬的一個瓶頸；(2)基於信號稀疏性表示的重建算法由於利用了目標的先驗信息，在分辨力、小目標檢測等方面都優於基於匹配濾波的成像方法。本課題主要研究如何將壓縮感知理論套用於寬頻雷達設計，重點對寬頻雷達回波的稀疏表示、寬頻雷達壓縮採樣技術、基於壓縮採樣的成像方法等進行研究，為寬頻壓縮感知雷達這一新雷達體制的形成和發展提供理論和方法支持。
結題摘要
寬頻雷達由於距離分辨力高，能夠提供豐富的目標信息，具有重要的軍事和民用價值。壓縮感知是一種新的數據採集和處理理論，它對具有稀疏性的信號，通過巧妙設計採樣矩陣，獲得低於奈奎斯特採樣率要求的壓縮採樣數據，並通過重建算法恢復原始信號。將壓縮感知理論套用於寬頻雷達設計，具有以下兩個突出的優勢：①稀疏採樣大大降低了寬頻雷達的數據率，降低了對數據採集和存儲的要求，突破了限制頻寬的一個瓶頸；②基於信號稀疏性表示的重建算法由於利用了目標的先驗信息，在分辨力、小目標檢測等方面都優於基於匹配濾波的成像方法。 本課題主要研究如何將壓縮感知理論套用於寬頻雷達設計，重點對寬頻雷達回波的稀疏表示、寬頻雷達壓縮採樣技術、基於壓縮採樣的成像方法等進行研究。研究目標包括：①提出寬頻壓縮感知雷達的設計方案，驗證其原理和功能；②解決基於壓縮感知採樣的雷達目標成像關鍵問題，為實現寬頻壓縮感知雷達提供技術支持。 本課題開展研究3年以來，圍繞寬頻壓縮感知雷達設計、實現中的關鍵理論和技術問題，積極開展技術攻關，在寬頻雷達目標電磁散射數據的稀疏表示模型與先驗分布研究、寬頻雷達目標回波壓縮感知採樣方法、基於壓縮感知採樣的雷達目標穩健快速成像方法、壓縮感知成像算法性能評估以及寬頻壓縮感知雷達成像數據採集與算法驗證等方面取得了一系列成果。截止目前，依託本課題，已在IEEE Trans SP、IEEE Trans GRS等國際知名期刊上發表SCI/EI檢索論文5篇，EI檢索論文8篇；申請軟體著作權2項；參加國際學術會議交流4人次；培養碩士生2名，博士生2名。本項目提出的基於壓縮感知採樣的快速成像算法已在國家重大安全基礎研究項目以及多項國防科研項目中得到套用（主要用於處理寬頻雷達回波數據、建立複雜目標的參數化表征模型等），取得較好效果。 本課題所取得的這些研究成果不僅可用於新體制寬頻雷達的設計和實現，具有較強的工程實用價值；同時也豐富和發展了壓縮感知理論，具有較強的理論創新性。
