基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法技术

本发明专利技术属于雷达信号处理领域，公开了一种基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，分析建立稀疏场景中运动点目标的捷变频雷达回波信号模型；根据其信号特点结合压缩感知理论，对一个粗分辨距离单元内信号进行分析，转化为压缩感知求解问题；针对捷变频雷达实际应用中无法提供先验信息的问题，引入假设先验分布信息，结合SBL理论建立分层先验模型，自适应地重构该稀疏信号。

Adaptive target reconstruction method of frequency agile radar based on SBL

【技术实现步骤摘要】
基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法
本专利技术涉及雷达信号处理领域，具体涉及一种基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法。
技术介绍
捷变频雷达是一种发射脉冲载频随机跳变的雷达，其具有卓越的抗干扰能力，可有效对抗欺骗干扰、窄带瞄准式干扰和宽带阻塞式干扰，被广泛应用于电子战中。在对捷变频雷达的回波信号进行处理时，其载频随机跳变的特点给传统的相参积累方法带来一定的困难，使其不能准确快速的得到被观测目标的信息。由于在稀疏场景中应用捷变频雷达时，观测目标具有一定的稀疏性，因此对其回波信号进行处理时得到目标信息往往是稀疏的。而压缩感知理论可用于重构稀疏信号，结合压缩感知理论求解捷变频雷达稀疏信号，可快速准确得到稀疏目标的信息。在现有的压缩感知重构算法中往往需要一定的先验信息，但是在捷变频雷达实际应用中，观测场景可能随时变化且无法提前知道场景中目标的个数，因此无法提供确切的先验信息。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于SBL(稀疏贝叶斯学习，SparseBayesianLearning)的捷变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，建立稀疏场景中捷变频雷达的回波信号模型，获得雷达的回波信号，对所述雷达的回波信号进行混频解调、脉压，得脉压后的雷达回波信号

【技术特征摘要】
1.基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立稀疏场景中捷变频雷达的回波信号模型，获得雷达的回波信号，对所述雷达的回波信号进行混频解调、脉压，得脉压后的雷达回波信号
构建一个粗分辨距离单元，对脉压后的雷达回波信号进行采样，采样的回波信号在构建的粗分辨距离单元上被处理，得到粗分辨距离单元的回波信号模型；
步骤2，将所述粗分辨距离单元的回波信号模型转换为压缩感知模型；
步骤3，根据所述压缩感知模型，结合SBL理论，引入捷变频雷达的假设先验统计信息，建立分层先验模型，确定SBL算法的迭代步骤，完成捷变频雷达自适应目标重构。


2.根据权利要求1所述的基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，其特征在于，步骤1包含以下子步骤：
子步骤1.1，捷变频雷达的发射载频fn为：
fn＝f0+dn△f，dn＝random(1,2,…,N)；
捷变频雷达发射信号为：



其中，f0表示发射信号初试载频；dn表示[1,2,…,N]范围内的随机不重复整数，n＝1,2,…N，N表示频点个数；△f表示相邻两个频点之间的载频变化量；
Tp和Tr分别表示发射脉冲宽度和脉冲发射周期；和tm分别表示快时间和慢时间，表示雷达运行时间，tm＝mTr，m表示第m个脉冲发射周期，m∈[1,M]，共发射M个脉冲；为调频率，Br为LFM信号带宽；j表示虚数单位；
雷达的回波信号经混频解调，得解调后的雷达回波信号表达式为：



其中，σs表示目标散射系数；σn表示雷达回波中的噪声；回波时延τ为R为径向距离，v为速度，c为光速；
对解调后的雷达回波信号进行脉压，得脉压后的雷达回波信号



其中，σsp表示脉压后的信号幅值；
子步骤1.2，设定采样频率为fs，采样时间间隔为采样点数为L，l∈[1,L]，采样时间tml＝mTr+lts，第l个采样时刻对应的距离单元为则r(l)到r(l+1)构成一个粗分辨距离单元，此时的回波延迟
子步骤1.3，对脉压后的雷达回波信号进行采样，采样的回波信号在构建的粗分辨距离单元上被处理，第l个采样时刻第m个脉冲的回波信号sml为：





3.根据权利要求2所述的基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，其特征在于，步骤2包含以下子步骤：
子步骤2.1，压缩感知方程为：
y＝Φx+δ
其中，Φ表示观测矩阵；x表示待重构的稀疏信号；δ为压缩感知中的噪声；y为第l个采样时刻M个脉冲的回波信号，表达式为：
y＝[s1l,s2l,…,sml,…,sMl]T；
子步骤2.2，令



其中,αnm表示与捷变载频无关的不同距离-速度下的目标散射系数，Pn表示与距离划分有关的相位项，qm表示与速度划分有关的相位项，表示细分辨距离单元，表示细分辨速度单元，R0表示在粗分辨距离单元上目标点与雷达最短的距离；令则第l个采样时刻M个脉冲的回波信号y可以表示为：



子步骤2.3，构建观测矩阵Φ时，只需考虑上式的相位项，令



则观测矩阵Φ为：



子步骤2.4，由子步骤2.2所得的y和子步骤2.3所得的Φ，待恢复重建的信号x是由子步骤2.2中的目标散射系数αnm构成的矢量：
x＝[α11,α21,…,αN1,…,α1M,α2M,…,αNM]T。


4.根据权利要求3所述的基于SBL的捷变频雷达自适应目标重构方法，其特征在于，步骤3包含以下子步骤：
子步骤3.1，设定噪声δ满足均值为零，噪声方差为σ2的高斯分布，则信号y在方差σ2和信号x的条件下的条件概率分布p(y|x,σ2)为:



其中，||·||...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁毅，王文杰，秦翰林，殷志文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61