一种变频压缩感知雷达的信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，包括将不同载频的脉冲按照发送次序将同余数的脉冲进行区分，获得多个单载频的雷达回波信号；对每组相同载频的回波信号进行稀疏恢复处理；其后再对不同载频的回波信号重构处理的结果进行后处理；取最大值附近区间内的数据进行投票，获得最终的还原信号。该方法结合传统雷达的恒虚警检测和压缩感知雷达信号重构的思想下，建立了基于压缩感知的随机调制变频雷达目标检测模型。同时利用发射信号的随机特性，提出了多路信号的加权算法，获得最终的还原信号，可实现多目标下的变频压缩感知雷达的目标检测。

【技术实现步骤摘要】
一种变频压缩感知雷达的信号处理方法
本专利技术涉及雷达信号处理
，特别涉及一种变频压缩感知雷达的信号处理方法。
技术介绍
传统雷达因为采样信号中含有过多的冗余信息，以及等间距采样带来的频谱叠加的问题，导致在后期处理中不可避免的要对信号的模糊问题进行处理。而压缩感知理论深入描述了信号稀疏性和信号重构中的观测随机性的问题。因此将压缩感知理论应用在雷达信号处理上，可以同时解决信号冗余和模糊的问题。上述压缩感知基本理论：传统的快速傅里叶变换过程是正向计算的过程，即直接对信号进行固定的运算取得结果的过程，其流程可以简化为图1所示。而压缩感知实质是一种通过结果来反推信号本身的过程，如图2所示。假定一个原始信号是N维向量y，对其进行随机间隔采样将得到一个M(M＜N)维测量向量y'，其过程可以表示为：y'＝φy(1)其中，φ为观测矩阵。另外，由于y是原始信号在时域上的表示。如果y在ψ域上可以被另一个信号s稀疏表示，则又有：y＝ψs(2)其中s中仅有K(K＜＜N)个非零系数，信号y被称为在基ψ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS10、将不同载频的脉冲按照发送次序将同余数的脉冲进行区分，获得多个单载频的雷达回波信号；/nS20、对每组相同载频的回波信号进行稀疏恢复处理；其后再对不同载频的回波信号重构处理的结果进行后处理；/nS30、取最大值附近区间内的数据进行投票，获得最终的还原信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、将不同载频的脉冲按照发送次序将同余数的脉冲进行区分，获得多个单载频的雷达回波信号；
S20、对每组相同载频的回波信号进行稀疏恢复处理；其后再对不同载频的回波信号重构处理的结果进行后处理；
S30、取最大值附近区间内的数据进行投票，获得最终的还原信号。


2.如权利要求1所述的一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S10，包括：
1.1)假定多重频压缩感知雷达发射的相参脉冲串信号有M个宽度为T的矩形脉冲，雷达发射K种不同载波频率的脉冲串信号；构建发射脉冲序号和载波频率的关系，第k种信号的载波频率表示为fk＝f0+k·Δf；其中，f0表示一个固定的起始频率；Δf表示不同载频之间的频率间隔；
1.2)设同一距离门内同时存在H个目标，其散射截面积分别为Ah，与雷达之间的初始距离分别为R0h，目标h以径向速度vh匀速直线运动，朝向雷达为正；
1.3)将脉冲串信号的每个子脉冲回波与exp(j2πfnt)混频后采样，并假设目标所处的距离门为其中，Tm表示第m个脉冲的发出时刻，表示脉冲到达目标后反射回接收机所需的时间，表示目标所处的位置到雷达的距离；则输出信号表示为：



(5)式中，t0h＝2R0h/c表示目标初始距离到雷达的时间；c表示脉冲发射速度，为光速；表示不影响相参处理的复包络，与m无关；2fmvh/c表示目标在不同载频下的多普勒频率；fm表示第m种信号的载波频率。


3.如权利要求2所述的一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，其特征在于，将获得多个单载频的雷达回波信号，在进行相参处理时，将不同频率的信号分开处理；所述步骤1.3)中公式(5)的载频fm用fk替换，其中下标m表示发射的脉冲而k表示使用的载频；输出信号表示为：



转化成抽象数学模型：



令βh＝2fkvh/c，ξ[m]＝Tm；αh表示一个不随m变化而变化的常复数，βh表示目标的多普勒频率，表示脉冲起始时间，等效于随机采样的时间；w表示回波中存在的噪声或者干扰信号。


4.如权利要求3所述的一种变频压缩感知雷达的信号处理方法，其特征在于，将所述公式(7)视为一个欠定线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：许琦阳，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44