基于压缩感知的认知雷达高分辨成像
2012-12-01孙凤莲顾福飞
探测与控制学报 2012年5期
孙凤莲,张 群,罗 迎,顾福飞,朱 丰
(空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077)
0 引言
传统雷达通常采用固定的发射信号,并通过接收端的自适应处理及滤波算法的设计来提高系统性能。对于日益复杂的电磁环境和密集杂波、多目标背景等挑战,当环境发生变化时,仅靠接收端的自适应处理已很难获得理想的成像效果。同时,当前的硬件技术水平(如相控阵雷达)也已为实现雷达系统发射端的自适应提供了良好的基础。在此背景下,加拿大的S.Haykin教授于2006年首次提出了“认知雷达”的概念[1],并已逐渐引起了雷达领域学者的注意与兴趣。参考国内外已有的对于认知雷达最优波形设计方法的研究[2-3],本文从目标所处成像环境对成像精度的不同要求出发,提出了一种基于压缩感知的认知雷达高分辨成像方法。
1 基于压缩感知的稀疏线性调频步进信号高分辨距离像
压缩感知[4](Compressive Sensing,CS)是近年来提出的一种全新的信号处理理论,目前已被广泛应用于高分辨成像雷达[5-7]中,为解决雷达成像中高分辨率与高采集率之间的矛盾提供了有效途径。其中,稀疏线性调频步进信号(SFCS)是常用的一种信号形式,其构成相当于随机保留原SFCS脉冲串内的一部分,即M( M<N)个子脉冲,载波步进频率=Li·Δf,且满足L1=0,LM=N-1。设雷达成像过程中共需要发射MT个脉冲串,其第m个脉冲串的第i个子脉冲信号为:

式中,t′=t-mNTr-iTr,fc+iΔf是第i个子脉冲的载频,μ为调频斜率,T1为子脉冲宽度。
按传统方法对回波信号在距离向作“dechirp”处理,得到目标回波的稀疏表示形式为:……p>
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