本发明专利技术涉及一种基于压缩感知的宽带调频步进噪声雷达信号处理方法，该方法把噪声信号、频率步进信号和压缩感知的结合，兼有三者的优点，既保留频率步进信号窄带处理的优点，又具备噪声信号低截获概率、抗干扰和优良的电磁兼容的特性，同时又结合压缩感知利用低数据量获得了高分辨图像。本发明专利技术方法在观测目标稀疏的条件下，降低了(超)宽带信号对接收机A/D采样、存储和传输设备的要求，易于实现，对于实际系统有重要的现实意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理
，特别涉及。
技术介绍
高分辨率雷达为获得距离上的高分辨率，通常釆用(超)宽带信号。在宽带雷达信号中，步进频率连续波信号(Stepped Frequency Continuous Waveforms, SFCW)和步进频率线性调频脉冲信号(Stepped Frequency Chirp Signal, SFCS)的提出(Wehner D. R. High-resolution radar. 2nd edition，Norwood, MA Artech House，1995，Chapter 5. Nadav L. “Stepped-frequency pulse-train radar signal，，· IEE Proc-Radar SonarNavigation,2002,149(6) : 198-309. Maron D. E. “Non-periodic frequency-jumped burstwaveforms，，· Proceedings of the IEE International Radar Conference，London， Oct.1987,484-488. Maron D. E. “Frequency-jumped burst waveforms with stretch processing”. IEEE Radar Conference，Piscataway :IEEE Press，1990，274-279.)，为实现超大带宽的雷达信号提供了新的技术途径。噪声信号雷达，由于发射信号的随机性，因而具有十分优良的低截获概率、抗干扰特性和优良的电磁兼容性，从而提高雷达在复杂环境下的生存能力；同时其模糊函数是理想“图钉形”的，使得它具有无模糊测距、测速和良好的距离、速度分辨率。噪声信号(超)宽带高分辨率成像雷达，很好地把(超)宽带技术和噪声信号雷达技术结合在一起，因而它既具有常规(超)宽带成像雷达的高分辨率的优点，又具有噪声信号雷达优良的低截获概率、抗干扰特性和优良的电磁兼容特性，近年来得到长足发展。传统的信息获取基于香农釆样定理和奈奎斯特釆样率，随着当前对信息量的获取需求越来越高，对A/D釆样率的要求也越来越高，现有的A/D釆样器件逐渐难以满足这一需求。压缩感知(D. L. Donoho，“Compressed sensing，，，Information Theory, IEEETransactions on，vol. 52，no.4，2006，pp. 1289-1306 ；E.J. Candes, J. Romberg，and T. Tao，“Robust uncertainty principles exact signal reconstruction from highly incompletefrequency information，” Information Theory, IEEE Transactions on， vol. 52，ηο· 2，2006，pp. 489-509 ;E. J. Candes，and T. Tao，“Near_0ptimal Signal Recovery From RandomProjections Universal Encoding Strategies ，” Information Theory, IEEE Transactions on，vol. 52, no. 12,2006，pp. 5406-5425)可以在信号稀疏或可压缩的情况下，通过釆集远低于奈奎斯特釆样率的数据恢复信号，在信息获取的同时实现压缩，不仅可以降低对数据获取设备的要求，而且可以减小数据存储量和传输量，降低对相关硬件的性能要求。压缩感知的恢复算法一般包括凸松弛算法和贪婪迭代算法，凸松弛算法包括基追踪(Basis Pursuit, BP) (S. S. B. Chen, D. L Donoho, and M. A. Saunders, iiAtomicdecomposition by basis pursuit，，，Siam Journal on Scientific Computing， vol. 20，no. 1，1998，pp. 33-61)，内点法(K. Seung-Jean，K. Koh, Μ. Lustig et al.，“AnInterior-PointMethod for Large-Scale I Ι-Regularized Least Squares,，，Selected Topics in SignalProcessing, IEEE Journal of, vol. I, no. 4, 2007, pp. 606-617)和梯度法(Ε· T. Hale,W. T. Yin,and Y. Zhang,“Fixed-point continuation for 11-minimization Methodology andconvergence,，，Siam Journal on Optimization, vol.19, no. 3,2008, pp. 1107-1130) o 贪婪迭代算法包括匹配追踪(Matching Pursuit, MP) (S. G. Mallat, and Z.Zhifeng, “Matching pursuits with time-frequency dictionaries,，，Signal Processing, IEEETransactions on, vol. 41, no. 12,1993, pp. 3397-3415),正交匹配追踪 (OrthogonalMatching Pursuit, 0ΜΡ)(J. A. Tropp, and A. C. Gilbert, “Signal Recovery From RandomMeasurements Via Orthogonal Matching Pursuit, ” Information Theory, IEEETransactions on, vol. 53, no. 12,2007, pp. 4655-4666)等。在实践中，(超)宽带噪声信号对硬件实现和使用环境的要求较高，由于信号带宽的增加会给接收机的检波带来很大的压力，此时需要更高速的A/D转换器以及更高速的数据存储，这极大地限制了雷达的成像分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了解决上述问题，从而提供，在目标稀疏的情况下，降低雷达接收机采样率、存储量和传输量，实现了(超)宽带噪声雷达信号的成像处理。为达到上述目的，本专利技术提出，该方法的具体步骤包括步骤I):由噪声信号源产生初始噪声序列，对该初始噪声序列进行截取得到若干子脉冲噪声序列，每个子脉冲噪声序列中的子脉冲的个数为N ;对每个子脉冲噪声序列进行带通滤波处理，获得带宽为B的中频噪声序列；再利用希尔伯特变换，获得I/Q两路中频噪声序列，对I/Q两路中频噪声序列进行下变频处理，获得式(I) I/Q两路基带噪声序列Un⑴un(t) = I (t)+jQ(t) η = 1,2, · · 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张云华，董晓，顾翔，
申请(专利权)人：中国科学院空间科学与应用研究中心，
类型：发明
国别省市：
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