随机跳频压缩感知雷达动态高分辨距离成像.pdf

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1、第45卷第4期中南大学学报(自然科学版)Vbl_45No．42014年4月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Apr．2014随机跳频压缩感知雷达动态高分辨距离成像游鹏，刘振，泰玉亮，王宏强，黎湘(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙，410073)摘要：针对实际中难以事先确定随机跳频压缩感知雷达所需脉冲数的问题，设计一种高分辨距离像动态合成策略。该策略的核心是序贯发射和接收跳频脉冲，同时用接收数据序贯更新对目标距离像的估计，直至满足设定的停止条件为止。为实现快速序贯更新，提出一种高

2、效的复数域同伦算法。该算法实现快速递归稀疏恢复，避免每次加入一个新的观测时都要求解一个新的优化问题。此外，利用距离像的相关性特征，给出一种合理的停止准则。研究结果表明：采用所提出的动态合成策略，能够利用雷达回波信号自适应地确定最优脉冲数，在非合作运动目标成像方面具有显著优势。关键词：高分辨距离像；随机跳频；压缩感知；复数值同伦；递归稀疏恢复中图分类号：TN95文献标志码：A文章编号：1672—7207(2014)04—1119—09DynamicHRRPgenerationforrandomfrequency—hoppingcompressivesensi

3、ngradarYOUPeng，LIUZhen，QINYuliang，WANGHongqiang，LIXiang(SchoolofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073，China)Abstract：Consideringthattherequiredpulsenumberwasdi~culttodetermineinadvanceforrandomfrequency—hopping(RFH)compressivesensingr

4、adar,adynamicsynthesisstrategyforhighresolutionrangeprofile(HRRP)generationwasproposed，whosecorewastosequentiallytransmitandreceivepulses，andtoupdatetheHRRPwiththesequentialreceivedpulsesuntilaproperstoppingrulewassatisfied．Toeficientlyimplementthesequentialupdate，afastcomplex-val

5、uedhomotopyalgorithmwasdeveloped．Thisalgorithmperformsasaneficientrecursiveprocedureofsparserecovery,thusavoidssolvinganewoptimizationproblemfromscratch．Furthermore，theproperstoppingrulewasgivenaccordingtothecorrelationcharacteristicsofHRRP．Theresultsshowthattheoptimalpulsenumberr

6、equiredineachCPIcanbesoughttoadapttotheechosignal，andtheestablisheddynamicapproachismoresuitableforuncooperativemovingtargets．Keywords：highresolutionrangeprofile(HRRP)；randomfrequency—hopping(RFH)；compressivesensing(CS)；complex-valuedhomotopy；recursivesparserecovery获取目标的高分辨距离像(hig

7、hresolutionrange带宽进而获得目标的高分辨距离像[”。然而，由于需profile，HRRP)需要发射大时宽带宽信号。与发射线要发射多个脉冲以覆盖大带宽，步进频率体制雷达往性调频信号(1inearfrequencymodulated，LFM)这样的往难以在脉冲重复频率(pulserepetitionfrequency，大瞬时带宽信号相比，发射步进频率波形对雷达硬件Pro：)和相干积累时间(coherentprocessinginterval，CPI)的要求更低，通过发射多个步进频率波形可以合成大两方面取得合理折中。一方面，对于固定的低和中收稿日

8、期：2013—06—03；修回日期：2013—08—10基金项目：