基於稀疏表示的機會雷達信號分析技術研究

《基於稀疏表示的機會雷達信號分析技術研究》是依託電子科技大學,由甘露擔任醒目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於稀疏表示的機會雷達信號分析技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：甘露

項目摘要

本項目旨在研究基於稀疏表示的機會雷達信號分析技術。從信號的稀疏性理論研究入手，通過對機會雷達信號數學模型的總結歸納，開展機會雷達信號的稀疏性分析，建立機會雷達的統一稀疏構架，提出基於稀疏表示的機會信號分析的系統模型。在此基礎上，本項目將開展基於稀疏表示的機會雷達信號的微弱信號檢測、以測距、測速、測向和成像技術等為代表的參數估計方法以及稀疏重構算法的研究。除此之外，還將開展稀疏表示下的直達波提取與對消、時域空域長時間積累技術、非合作信號頻寬合成技術等特殊問題的研究。最後，通過將研究得到的理論結果與傳統雷達信號處理理論結果向對比，進而給出適合的機會輻射源信號類型以及信號分析的系統實現方案。

結題摘要

本項目首先分析了機會雷達系統組成與套用場景，其次以信號稀疏表示理論為基礎研究了其在機會雷達中套用的可行性，重點研究了基於壓縮採樣的信號檢測、參數估計、以及多通道合成的基本原理與算法實現。主要成果如下： 1. 基於稀疏表示的信號檢測算法研究 針對稀疏表示下機會雷達目標檢測的情況，利用目標在距離單元上具有稀疏特性，構造了目標回波的稀疏字典，設計特定的測量矩陣，提出了基於壓縮感知的CFAR檢測結構，所提出的算法具有很好的降噪性能；針對低信噪比情況，利用了稀疏信號在某一特定字典基上投影展開，其稀疏向量非0元素位置固定的特點，提出了一種基於壓縮感知的微弱信號檢測算法；進一步深入研究了稀疏向量元素幅度的分布特性，提出了基於稀疏表示的檢測器。所提算法無需信號重構，降低了數據運算量；為了降低數據運算量，根據目標在稀疏域的位置不變性，通過多次測量並在稀疏域實現多通道信號的相干積累，提出了基於稀疏域長時間積累的信號檢測算法。 2. 基於稀疏表示的參數估計研究 針對稀疏表示下目標參數估計問題，利用機會雷達信號在特徵域上的稀疏性，提出了一種基於特徵值分解的EIG-MOMP算法實現信號DOA的高精度估計。所提算法能夠有效的降低計算量。此外，針對稀疏表示下機會雷達的參考信號提取問題，提出了子空間交替投影的自適應波束形成算法，所提算法可以大幅度抑制干擾和噪聲，提高接收信號的純度，得到較純淨的參考信號。 3. 基於稀疏表示的多通道信號合成算法研究 為了適應機會雷達中常見的弱信號情況，利用電磁環境中存各種輻射源，提出了基於Key-stone 變換的相參積累和基於Radon-Fourier變換的非相參積累的多通道信號合成算法，大大提高目標的檢測效率和參數估計精度。