《基於雷達波形和壓縮感知核聯合最佳化的Sub-Nyquist認知雷達》是依託南京理工大學，由席峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於雷達波形和壓縮感知核聯合最佳化的Sub-Nyquist認知雷達
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：席峰
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
認知雷達和寬頻/超寬頻雷達是雷達研究的兩個重要方面，是抑制雜波、電磁干擾/電子對抗信號和實現目標精細化測量的重要途徑。然而，模數轉換器的發展水平極大地限制了大頻寬雷達信號的使用和後續信號處理。本申請提出將壓縮感知理論套用於認知雷達，採用模信轉換獲取Sub-Nyquist率雷達回波信號，發展Sub-Nyquist認知雷達信號處理技術。與傳統認知雷達不同，Sub-Nyquist認知雷達採樣信號不僅包含雷達回波信息，同時與模信轉換結構密切相關。為此，本申請提出雷達發射波形和壓縮感知核聯合最佳化的設計思想，以有效獲取環境和目標信息。這種設計與傳統認知雷達只設計雷達波形有很大的差別。本申請研究內容主要包括Sub-Nyquist率的環境信息感知、雷達波形和壓縮感知核聯合最佳化設計、目標信息估計等。除外，本申請還將基於正交壓縮採樣模信轉換，設計和實現Sub-Nyquist認知雷達原理系統，驗證其性能。
結題摘要
本項基於壓縮感知理論框架，開展面向雷達套用的Sub-Nyquist採樣系統設計研究，發展相應的基於Sub-Nyquist採樣數據的雷達信號處理方法，建立Sub-Nyquist雷達性能分析理論。項目取得的主要成果如下：（1）針對雷達回波特點，提出了基於正交壓縮採樣的sub-Nyquist雷達信號採集系統，並實現了硬體原理電路。針對認知雷達寬頻頻譜感知的需求，提出了一種多帶正交壓縮採樣系統，實現多帶雷達回波信號的sub-Landau率採集。（2）發展了sub-Nyquist雷達回波快速實時重構技術。針對幾種典型的sub-Nyquist採樣系統，提出基於分塊滑動思想的 sub-Nyquist雷達回波快速實時重構方法，並理論分析了分塊重構時的信號重構性能。針對高速運動目標跨距離門的情況，開展了運動目標回波信號快速實時重構技術研究。（3）發展了sub-Nyquist雷達高分辨目標參數估計方法。針對雷達套用環境無法有效獲取目標先驗信息的情況，提出了一種基於盲終止條件的雷達目標參數估計算法，理論分析保證了算法的有效性；針對當前離散化稀疏重構算法存在off-gird問題，分別提出了基於內插陣技術的時延-都卜勒頻率聯合估計算法、基於二維原子範數的時延-都卜勒頻率聯合估計算法和基於二維解耦的時延-都卜勒頻率順序估計算法。（4）發展了sub-Nyquist雷達抗干擾技術，分別針對窄帶干擾和轉髮式干擾提出了基於sub-Nyquist採樣數據的干擾抑制算法，提高了sub-Nyquist雷達在複雜電磁環境中的生存能力和目標探測性能。（5）理論分析了sub-Nyquist雷達目標參數估計的克拉美羅界（Cramer-Rao bound, CRB），建立了時延和都卜勒估計的CRB與接受回波的信噪比、發射脈衝數、系統採樣率、相干處理時間之間的關係，分析了不同sub-Nyquist採樣結構對參數估計的影響。此外，項目開展了sub-Nyquist雷達合成孔徑成像、基於時變測量的sub-Nyquist雷達採樣系統設計和參數估計以及sub-Nyquist雷達低分辨採樣與參數估計等方面的研究。
