基于压缩感知的雷达信号处理应用研究

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2、位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。()2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员

3、会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：叶治夺爹～刀l山年歹月∥日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

4、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

5、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

6、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。关键词：压缩感知；多普勒模糊；雷达成像；微多普勒AbstractAbstractDigitalRadarSignalProcessingisusedforparametersextractioninmostradarsystemsuchasPhasedArrayRadaLBroadband／UltraWidebandRadar，SyntheticApertureandInverseSyntheticApertur

7、eRadar．CompressiveSensing(CS)TheorywithitsadvantageofsamplingsignalatalowersamplingfrequencyincomparisonwiththeNyquisttheory，isgettingthefavorofsignalprocessingfieldsinceputforward．Inthispaper，CSisappliedinradarsignalprocessingtosolvesomeproblemsinRadarSignalProc

8、essing．Themaincontentsareasfollows：(1)UsuallyLongRangeRadar(ERR)andPhasedArrayRadarformulti—targetstrackingareworkingatlowPulseRepetitionFrequency(PRF)．Thedata