【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达，具体是涉及基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法及设备。
技术介绍
1、互质阵列作为一种稀疏线阵结构被广泛使用的，其中，互质阵列则由两个阵元个数互质的均匀线阵组成，两个均匀线阵的阵元间隔分别为另一均匀线阵的阵元数减一。但是，由于互质阵列的高冗余度比嵌套阵列要高，使得互质阵列要达到与嵌套阵列相同的孔径大小，需要更多的物理阵元，从而增加了互质阵列的构建成本。
2、因此，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法及设备，解决了现有技术中因互质阵列的冗余高而导致的构建成本高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其中，包括：
4、获取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并通过图论方法确定所述第一子阵元和第二子阵元对应的去冗余互质阵列；
5、获取所述去冗余互质阵列的目标回波数据，并对所述目标回波数据进行单比特量化来对所述去冗余互质阵列进行阵列孔洞补全，以得到目标雷达阵列，其中，补全之前的所有非空洞阵元在冗余互质阵列中的位置用于放置雷达，补全之前所述空洞阵元在冗余互质阵列中的位置未被放置雷达。
6、在一种实现方式中，所述获取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并通过图论方法确定所述第一子阵元
7、获取目标雷达阵列的角度分辨率，并根据所述角度分辨率确定所述目标雷达阵列的阵列孔径；
8、根据阵列孔径选取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并基于所述第一子阵元和所述第二子阵元构建初始互质阵列；
9、通过图论方法在所述初始互质阵列中选取去冗余互质阵列。
10、在一种实现方式中，所述通过图论方法在所述初始互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
11、固定所述初始互质阵列的首阵元和尾阵元；
12、遍历初始互质阵列中的所有子互质阵列，计算各子互质阵列的差联合阵列；
13、根据各子互质阵列的差联合阵列对应的无向图的连通性在所有子互质阵列中选取去冗余互质阵列，其中，所述去冗余互质阵列为所有子互质阵列中无向图具有非连通性的最小子互质阵列。
14、在一种实现方式中，所述根据各子互质阵列的差联合阵列对应的无向图的连通性在所有子互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
15、对于每个子互质阵列，取所述子互质阵列的差联合阵列阵元位置集合的非负集，以得到差联合阵列；
16、对子互质阵列中的孔洞位置进行填充，以得到所述子互质阵列对应的汉克尔矩阵，并将所述汉克尔矩阵作为无向图；
17、基于预设连通性判断依据确定所述无向图的连通性，其中，所述预设连通性判断依据为：
18、，，
19、其中，表示矩阵的阶数，表示汉克尔矩阵，且
20、，
21、其中，表示阵列孔径，表示矩阵的总边数。
22、在一种实现方式中，所述对所述目标回波数据进行单比特量化来对所述去冗余互质阵列进行阵列孔洞补全，以得到目标雷达阵列具体包括：
23、对所述目标回波数据进行孔洞补全以得到补全回波数据；
24、对所述补全回波数据进行单比特量化来确定差联合阵列接收信号；
25、基于所述差联合阵列接收信号构建去冗余互质阵列对应的补全问题，并通过奇异值软阈值求解所述补全问题，得到目标雷达阵列。
26、在一种实现方式中，所述对所述补全回波数据进行单比特量化来确定差联合阵列接收信号具体包括：
27、对所述补全回波数据进行单比特量化，以得到单比特信号；
28、获取所述单比特信号的协方差矩阵估计，并对所述协方差矩阵估计进行向量化，以得到差联合阵列接收信号。
29、在一种实现方式中，所述基于所述差联合阵列接收信号构建去冗余互质阵列对应的补全问题具体包括：
30、基于所述差联合阵列接收信号构造托普利兹矩阵；
31、将基于所述托普利兹矩阵对应的观测矩阵最小化问题作为所述去冗余互质阵列对应的初始补全问题；
32、通过核范数将所述初始补全问题松弛为具有凸性的补全问题。
33、第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建装置，其特征在于，所述装置包括如下组成部分：
34、输入阵列获取模块，获取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并通过图论方法确定所述第一子阵元和第二子阵元对应的去冗余互质阵列；
35、目标阵列补全模块，获取所述去冗余互质阵列的目标回波数据，并对所述目标回波数据进行单比特量化来对所述去冗余互质阵列进行阵列孔洞补全，以得到目标雷达阵列，其中，补全之前的所有非空洞阵元在冗余互质阵列中的位置用于放置雷达，补全之前所述空洞阵元在冗余互质阵列中的位置未被放置雷达。
36、第三方面，本专利技术实施例还提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的去冗余互质雷达阵列的程序，所述处理器执行所述去冗余互质雷达阵列的程序时，实现如上所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法的步骤。
37、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有去冗余互质雷达阵列的程序，所述去冗余互质雷达阵列的程序被处理器执行时，实现如上所述基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法的步骤。
38、有益效果：本专利技术提供了一种基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法及设备，通过图论方法结合单比特量化技术创新性地解决了波达角估计的成本高、复杂度高、冗余度高的问题。通过将原始稀疏线阵结构优化成去冗余互质阵列，不仅提高了雷达系统的阵列自由度，而且减少了物理阵元的数量；此外，采用单比特量化的策略，减少了模数转换器成本，降低了系统功耗，并且有效降低了后续信号处理的数据量和硬件要求，进而达到降低整体系统成本的目的。同时，本专利技术结合信号补全技术，能够准确地恢复孔洞阵元的位置，从而利用上全部孔径的数据，避免数据浪费。
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1.一种基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法具体包括：
2.根据权利要求1所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述获取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并通过图论方法确定所述第一子阵元和第二子阵元对应的去冗余互质阵列具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述通过图论方法在所述初始互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述根据各子互质阵列的差联合阵列对应的无向图的连通性在所有子互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述对所述目标回波数据进行单比特量化来对所述去冗余互质阵列进行阵列孔洞补全，以得到目标雷达阵列具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，
7.根据权利要求5所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述基于所述差联合阵列接收信号构建去冗余互质阵列对应的补全问题具体包括：
8.一种基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建装置，其特征在于，所述装置包括如下组成部分：
9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的去冗余互质雷达阵列的程序，所述处理器执行所述去冗余互质雷达阵列的程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有去冗余互质雷达阵列的程序，所述去冗余互质雷达阵列的程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法具体包括：
2.根据权利要求1所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述获取用于构建去冗余互质雷达阵列的第一子阵元和第二子阵元，并通过图论方法确定所述第一子阵元和第二子阵元对应的去冗余互质阵列具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述通过图论方法在所述初始互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述根据各子互质阵列的差联合阵列对应的无向图的连通性在所有子互质阵列中选取去冗余互质阵列具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于单比特量化的去冗余互质雷达阵列的构建方法，其特征在于，所述对所述目标回波数据进行单比特量化来对所述去冗余互质阵列进行阵列孔洞补全，以得到目标雷达阵列具体包括：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，龙天尧，陈明阳，李强，王伟，李晓鹏，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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