【技术实现步骤摘要】
一种低信噪比情况下压缩感知雷达多目标参数估计方法
本专利技术涉及一种低信噪比下压缩感知雷达多目标参数估计方法,属于通信领域。
技术介绍
在存在强噪声的情况下,压缩感知理论对信号稀疏重构的性能将迅速下降。然而雷达系统往往面临着信噪比较低的情况,强噪声成为了压缩感知雷达在硬件实现与工程应用研究的过程中面临的一大难题。在已有工作中,学者们围绕强噪声背景下的压缩感知雷达优化重构算法展开了研究,然而当信噪比降低到一定程度时,这些优化重构算法的性能急剧下降,压缩感知无法对目标场景进行准确的重构。因此,需要针对低信噪比情况下的压缩感知雷达提供一种基于脉冲积累观测矩阵的目标参数估计方法,提高强噪声背景下的目标参数估计准确率。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的在于解决如何提高低信噪比情况下压缩感知雷达针对多目标的目标参数估计性能的问题。技术方案:为了解决上述问题,本专利技术采用的技术方案如下:一种低信噪比情况下压缩感知雷达多目标参数估计方法,包括建立回波脉冲信号群的联合稀疏表示模型、构造脉冲压缩积累观测矩阵以及联合稀疏优化重构;其中:建立回波信号群的联合稀疏表示模型用于得到压缩感知雷达回波脉冲信号群的联合稀疏表示;构造脉冲压缩积累观测矩阵用于对接收脉冲信号群进行压缩积累,提高接收信号群信噪比;联合稀疏优化重构用于重构回波脉冲信号群在稀疏域的联合稀疏向量,得到目标参数的估计。优选的,压缩感知雷达回波脉冲压缩积累观测矩阵的构造过程如下:1)输入压缩采样回波信号;2)粗估计目标速度,得到速度估计值同时预设目标速度区间与脉冲分组的对应关系;3)根据目标所在速度区间,以该区间 ...
【技术保护点】
1.一种低信噪比情况下的压缩感知雷达多目标参数估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立压缩感知雷达回波脉冲串的联合稀疏表示模型,在稀疏字典Ψ下,第i个脉冲的接收信号ri具有如下的稀疏表示模型ri=Ψθi,其中θi为第i个脉冲对应的稀疏向量;步骤2,对所探测目标速度区间划分为U个子区间V1,V2,…VU,根据各速度区间构造脉冲压缩积累观测矩阵,在压缩接收数据量的同时,实现对应该速度区间的回波脉冲积累;步骤3,利用不同区间对应的脉冲压缩观测矩阵对回波脉冲信号群进行观测,得到不同速度区间对应的压缩观测数据;步骤4,对该速度区间对应的脉冲积累观测后数据进行联合稀疏重构,得到该速度区间对应的重构稀疏向量;步骤5,将各速度区间对应的重构稀疏向量进行整合处理。最终得到目标参数的估计。
【技术特征摘要】
1.一种低信噪比情况下的压缩感知雷达多目标参数估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立压缩感知雷达回波脉冲串的联合稀疏表示模型,在稀疏字典Ψ下,第i个脉冲的接收信号ri具有如下的稀疏表示模型ri=Ψθi,其中θi为第i个脉冲对应的稀疏向量;步骤2,对所探测目标速度区间划分为U个子区间V1,V2,…VU,根据各速度区间构造脉冲压缩积累观测矩阵,在压缩接收数据量的同时,实现对应该速度区间的回波脉冲积累;步骤3,利用不同区间对应的脉冲压缩观测矩阵对回波脉冲信号群进行观测,得到不同速度区间对应的压缩观测数据;步骤4,对该速度区间对应的脉冲积累观测后数据进行联合稀疏重构,得到该速度区间对应的重构稀疏向量;步骤5,将各速度区间对应的重构稀疏向量进行整合处理。最终得到目标参数的估计。2.根据权利要求1所述的低信噪比情况下的压缩感知雷达多目标参数估计方法,其特征在于,步骤2中的对划分后的各速度区间构所对应回波脉冲压缩积累观测矩阵的构造,包括以下步骤:步骤2.1,输入压缩采样回波信号;步骤2.2,粗估计目标速度,得到速度估计值同时预设目标速度区间与脉冲分组的对应关系;步骤2.3,根据目标所在速度区间,以该区间的平均速度设置相位补偿因子;步骤2.4,输出分组脉冲积累观测矩阵Φpulse。3.根据权利要求2所述的基于压缩感知雷达多目标脉冲积累观测矩阵设计方法,其特征在于,步骤2.2中预设目标速度区间与脉冲分组的对应关系,具体包括:步骤2.2.1,计算压缩感知雷达的速度容限,即目标在P个脉冲持续的时间内停留在同一个距离单元中的最大速度其中Tr表示压缩感知雷达系统的脉冲持续时间,dm表示距离分辨单元的大小,floor()为向下取整函数;步骤2.2.2,计算速度估计值对应的脉冲分组内的脉冲数h,4.根据权利要求2所述的基于压缩感知雷达多目标脉冲积累观测矩阵设计方法,其特征在于,步骤2.3中根据目标所在速度区间,以该区间的平均速度设置相位补偿因子具体为:利用相位补偿因子构成脉冲积累观测矩阵的基向量其中为目标所在速度区间的平均速度对应的多普勒频移量。5.根据权利要求2所述的基于压缩感知雷达多目标脉冲积累观测矩阵设计方法,其特征在于,步骤2.4中输出脉冲积累观测矩阵Φpulse具体为Φpulse=diag(β1uT,β2uT,...,βQu),其中Q为脉冲组个数,即回波信号群根据目标速度的先验信息得到的分组个数,且Q=floor(P/h),β1,β...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶宇,刘奕帆,刘玉申,张静亚,徐健,
申请(专利权)人:常熟理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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