基于压缩感知的雷达信号处理应用研究

【摘要】当前各种雷达体制如相控阵雷达、宽带/超宽带雷达、合成孔径与逆合成孔径雷达等,都采用数字化处理技术从回波中提取目标参数信息。压缩感知理论能够用远低于奈奎斯特(Nyquist)理论的采样速率采集信号、获取离散数据,然后通过非线性重构算法重建信号,是信号处理领域的一个革命性突破。本文对压缩感知在雷达信号处理中的应用展开研究,拟解决目前雷达信号处理中存在的若干问题,主要内容有：(1)远程雷达及多目标跟踪的相控阵雷达对目标跟踪数据率较低,多普勒频率的估计存在模糊问题。本文采用了一种基于压缩感知的随机稀疏脉冲多普勒解模糊新方法。雷达系统只需随机发射稀疏的探测脉冲,通过设计相应的感知矩阵,运用压缩感知重构算法进行信号重建,从而获得无模糊的多普勒频率值。研究分析得出,应用中随机稀疏脉冲的发射时刻设置并非完全随机,还应考虑目标的观测数目和无模糊距离的影响。仿真表明,该方法可以解决远程雷达的多普勒模糊问题,而且大大节省了相控阵雷达的时间资源。(2)宽带雷达信号的应用需要高速的模拟数字转换器,造成雷达数据量剧增。本文通过采用宽带逆合成孔径雷达成像信号的方位向稀疏脉冲和距离向压缩采样相结合的方法,既节省了雷达时间资源,同时降低了信号采样率和存储传输代价。在成像时运用压缩感知重构算法重建原始信号,再对重构后的成像数据在距离向和方位向分别作信号预测,从而获得超分辨率的雷达图像。(3)低目标跟踪数据率也给远程雷达的微多普勒测量带来较大困难。本文对低脉冲重复频率条件下的微多普勒提取问题进行研究,提出了一种基于压缩感知的低PRF微多普勒提取方法。该方法仅需对雷达时间资源调度进行微调,通过发射随机探测脉冲串,然后对回波进行压缩感知信号重构和时频分析,获得雷达的微动特征曲线。仿真表明,压缩感知应用于微多普勒特征提取是可行的。
【作者】叶淋美；
【导师】邓振淼；
【作者基本信息】厦门大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】压缩感知；多普勒模糊；雷达成像；微多普勒；

【参考文献】
[1]刘莹莹.群与环上的广义模糊软结构[D].西北大学,计算数学,2014,硕士.
[2]郭忠峰.热连轧带钢板形控制与辊型优化设计[D].东北大学,2008.
[3]王向荣.保留肾单位切除术与根治性肾切除术治疗局限性肾癌临床比较分析[D].青海大学,外科学,2013,硕士.
[4]潘利波.基于Pro/ENGINEER二次开发的模具CAD研究[D].武汉理工大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[5]邓毅.西方政治合法性理论[D].中国政法大学,宪法学与行政法学,2004,硕士.
[6]张永军.一个基于TCP协议的分组文件共享系统的设计与实现[D].西南交通大学,计算机应用,2003,硕士.
[7]单明贺.三棱柱单元构架式可展开支撑臂结构设计与分析[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2013,硕士.
[8]印璇,冯英志,韩兴林,王德良,刘建华,战持久,李健丽.北方酱香大曲培曲过程中微生物变化情况的分析研究[J].酿酒科技.
[9]王硕.河北境内非北京官话区结构助词研究[D].河北师范大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[10]何君.“V过”把字句研究[D].复旦大学,汉语言文字学,2012,硕士.
[11]赵小美.1168例子宫内膜癌的回顾性分析[D].河北医科大学,妇产科学（专业学位）,2014,硕士.
[12]王晓飞.管内螺旋流的实验研究与分析[D].武汉理工大学,流体力学,2004,硕士.
[13]周海灯.基于案例分析的网络造谣者特征研究[D].华中科技大学,公共管理,2013,硕士.
[14]Rabbit.搞笑成功,该走严肃路线了[J].中学生天地(C版),2010,12:64.
[15]张海瑞.几类非线性分数阶微分方程边值问题解的存在性[D].曲阜师范大学,应用数学,2013,硕士.
[16]鹿会秋.胃癌及高级别异型增生中基因丢失的研究[D].山西医科大学,病理学,2003,硕士.
[17]程斌.GSM数字光纤直放站射频前端研究[D].杭州电子科技大学,电子与通信工程,2011,硕士.
[18]穆同娜1,庄胜利2,赵玉琪1,吴燕涛1,于晓瑾1,孙婷1.近红外光谱法快速检测婴儿配方奶粉中总脂肪酸、饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的含量[J].现代食品科技,2015,04:.
[19]董华.大连市商业银行客户关系管理研究[D].大连理工大学,2004.
[20]肖扬.我国系统重要性金融机构道德风险的法律监管研究[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[21]刘奇慧.基于多元智能理论的研究性学习评价模式[D].扬州大学,课程与教学论,2011,硕士.
[22]杨宁.关系型借贷及抵押品约束研究[D].山东大学,金融学,2013,硕士.
[23]徐志星.随钻核磁共振测井关键技术研究[D].华中科技大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[24]程刚.石墨烯基复合材料的制备及其荧光性能的研究[D].吉林大学,无机化学,2014,硕士.
[25]李君神.切向气流环境中激光辐照下薄铝板响应初步研究[D].国防科学技术大学,光学工程,2012,硕士.
[26]余雷,费树岷,李勋,刘一福.单神经自适应PSD预测控制在过热汽温切换系统中的应用[J].控制与决策,2010,12:1905-1908+1916.
[27]任威.腰脊神经后支松解术治疗椎管外源性腰痛的临床观察与机制探讨[D].湖北中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[28]史祥燕.基于稀疏表示的视频图像超分辨率重建算法研究[D].大连海事大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[29]孙晓敏.77例脑膜癌病患者的回顾性分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[30]王海伟.齿轮系统自适应多自由度动态特性及结构分析的研究[D].西北工业大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[31]金梅.网络爬虫性能提升与功能拓展的研究与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[32]武永刚.不寐方的配伍研究[D].黑龙江中医药大学,方剂学,2004,硕士.
[33]李勃.中国主要城市房价基本面实证分析[D].河北经贸大学,应用统计学（专业学位）,2014,硕士.
[34]李彬.基于公共利益的政府行政伦理建设探析[D].西安建筑科技大学,行政管理,2013,硕士.
[35]李金花.乌鲁木齐高新区生物医药孵化器运营管理模式分析研究[D].新疆大学,工商管理,2013,硕士.
[36]王广雄,张静,朱井泉.挠性系统的鲁棒控制设计[J].控制与决策,2003,03:281-284.
[37]赵帅.面向弹箭机械加工车间生产调度系统的研究[D].沈阳理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[38]付善民.牙釉质表面处理仪的研制及其临床应用研究[D].第四军医大学,口腔临床医学,2004,硕士.
[39]李飞.激光作用下囚禁单离子的动力学特征[D].湖南师范大学,理论物理,2004,硕士.
[40]王兆军.基层强度形成初期车辆对沥青路面结构影响研究[D].天津大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[41]余正成.论相关专业知识对汉英口译的影响[D].上海外国语大学,英语口译,2014,硕士.
[42]贺瑞.海底基础动力特性研究[D].浙江大学,岩土工程,2014,博士.
[43]闫会心.我国中小企业生存与发展战略研究[D].山西大学,企业管理,2004,硕士.
[44]晏华文.基于蓝牙的车轮力数据传输系统设计[D].江苏科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[45]顾建明.江苏省干线航道网规划研究及评价[D].河海大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[46]肖研,吴亦洁,章文军,李晓晶,裴奉奎.磁共振成像造影剂的研究进展[J].分析化学,2011,05:757-764.
[47]刘家宏.调控p53的转录因子的筛选及其功能研究[D].中国人民解放军医学院,肿瘤学,2013,硕士.
[48]张云鹤.基于拍卖理论的P2P内容分发网络资源分配方法的研究[D].苏州大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[49]周登谅.刑事审前司法听证制度研究[D].华东政法学院,诉讼法学,2004,硕士.
[50]周璇.T形截面型钢混凝土异形柱耐火极限研究[D].苏州科技学院,结构工程,2012,硕士.