《CS-MIMO雷達中測量矩陣的構造方法研究》是依託南京航空航天大學，由彭珍妮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CS-MIMO雷達中測量矩陣的構造方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭珍妮
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
壓縮感知技術與MIMO雷達的結合是目前雷達領域的一個研究熱點。本項目充分挖掘MIMO雷達自身特點，藉助混沌非線性系統良好的隨機性，以降低雷達系統複雜度和提升重構性能為目標，積極探索CS-MIMO雷達中測量矩陣構造的新方法。（1）基於MIMO雷達發射信號正交性特點，利用混沌序列設計發射信號，將測量矩陣的構造轉化為發射波形的設計問題，降低整個CS-MIMO雷達系統複雜度；（2）利用隨機濾波器實現測量矩陣“壓縮測量”功能，用混沌系統設計濾波器係數，降低測量矩陣硬體實現難度，並提出可行的濾波器等效測量矩陣最佳化方法；（3）利用陣元位置隨機分布的陣列在空域實現“壓縮測量”，將測量矩陣設計轉化為MIMO雷達隨機陣列配置問題，以較少的陣元完成CS-MIMO雷達場景重構。通過本項目的研究，拓展現有CS-MIMO雷達測量矩陣的構造思路和方法，對於降低系統複雜度，推動CS-MIMO雷達走向工程套用具有重要意義。
結題摘要
基於壓縮感知（CS）技術的MIMO雷達是當前雷達領域的一個研究熱點，本項目圍繞CS-MIMO雷達的測量矩陣的構造理論和方法展開研究，取得了一系列研究成果：（1）研究了基於混沌非線性系統的MIMO雷達發射信號設計理論與方法。實現了利用混沌序列設計發射信號，使發射波形起到測量矩陣的“壓縮測量”作用，降低了整個MIMO雷達系統的複雜度，為CS-MIMO雷達的線上最佳化和AIC實驗提供了便利。進一步研究並提出了一類Toeplitz矩陣式發射波形協方差矩陣，使得MIMO雷達根據場景認知實時最佳化並線上生成部分相關波形成為可能。（2）研究了基於濾波器結構的等效測量矩陣構造理論與方法。針對高斯測量矩陣硬體實驗困難和難以線上最佳化的不足，提出了基於混沌隨機濾波器結構的測量矩陣設計方法；針對一維混沌序列構造二維測量矩陣存在的隨機性損失問題，提出了基於二維時空混沌的測量矩陣設計與最佳化算法；針對高分辨要求下CS-MIMO雷達系統所需陣列陣元數太多、數據量過大、以及在強幹擾背景下性能迅速下降的問題，提出了一種同時實現空域濾波和壓縮採樣的二維測量矩陣設計方法。並進一步研究了基於空間濾波測量矩陣的CS-MIMO雷達的有源干擾和信號源干擾聯合抑制方法。（3）研究了基於稀疏隨機陣列配置的CS-MIMO雷達的壓縮觀測理論與方法。提出了一種利用陣元位置的隨機性實現雷達回波壓縮觀測的方法，並研究了該稀疏隨機陣的最佳化配置算法。由於減少了所需陣元個數，且無需另外引入隨機測量矩陣，大大降低了算法的運算量和雷達系統的複雜度。針對低信噪比情況下雷達性能下降的問題，進一步提出了基於脈衝分組積累測量的方法，顯著的提高了低信噪比情況下壓縮感知雷達的探測性能。此外，還對CS-MIMO雷達中的三維壓縮感知技術和多尺度融合稀疏保持投影方法進行了探索性的研究。
