基于AIC的压缩感知雷达信号处理应用研究

发布时间：2017-10-28 19:34

  本文关键词：基于AIC的压缩感知雷达信号处理应用研究

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【摘要】：在现代通信领域中,宽带信号得到了越来越普遍的应用。就雷达系统而言,无论军事上还是民用上,都需要较高的距离分辨率,而距离分辨率又直接决定于信号带宽,这便使得雷达系统发射信号带宽越来越宽；而在接收端处理过程中,由于奈奎斯特采样定理的限制,回波信号的采样率要大于2倍的信号带宽,使得硬件实现越来越困难。考虑到上述问题,我们希望打破奈奎斯特定理的限制,找到一种不依赖于信号带宽的方法来处理回波信号,而压缩感知理论的提出便为这提供了可能。压缩感知理论是近几年流行起来的一个新方向,采用非自适应线性投影来保持信号的原始结构,可以用少量观测值提取信号中的有效信息,以远低于奈奎斯特频率对信号进行采样,通过数值最优化问题准确重构出原始信号。因此本文将压缩感知理论应用于雷达回波信号处理中,以降低资源消耗,提高雷达系统性能。本文的主要研究内容为将模拟域的连续雷达回波信号通过模拟信息转换结构直接进行压缩采样得到离散观测样值点,再利用重构算法进行重构得到稀疏系数,结合匹配滤波算法可知该稀疏系数即为匹配滤波输出,通过该输出中包含的回波信号的相位信息以及目标的散射系数信息对目标测量数据进行距离压缩,再利用保留的相位信息对方位进行压缩处理获得来波方向。这样不仅可以大大降低传输成本,而且基于压缩感知的匹配滤波算法既可以克服传统匹配滤波算法低信噪比情况下存在旁瓣干扰的缺点,还由于只需得到匹配滤波输出,受噪声干扰小,所以大大提高了整个系统的性能。但是由于结合压缩感知算法使得该雷达系统的距离分辨率降低,因此最后还讨论了基于压缩感知的协作MIMO雷达收发模型。该模型既能够快速收集各方位上的回波信号数据,又能够克服回波信号的距离压缩中存在的分辨率低的缺点。
【关键词】：雷达回波信号 模拟信息转换 压缩感知 匹配滤波 距离向
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 压缩感知研究现状11-12
• 1.2.2 压缩感知雷达研究现状12
• 1.3 主要工作及研究内容12-14
• 第2章 压缩感知理论基础14-22
• 2.1 压缩感知理论简介14-15
• 2.2 压缩感知理论的主要研究内容15-21
• 2.2.1 信号的稀疏表示15-16
• 2.2.2 观测矩阵的设计16-19
• 2.2.3 信号的重构算法19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 模拟信息转换22-33
• 3.1 压缩采样方法22-23
• 3.2 模拟信息转换基本原理23-25
• 3.3 模拟信息转换器的硬件结构25-27
• 3.4 模拟信息转换仿真27-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 距离向雷达脉冲压缩原理33-37
• 4.1 线性调频信号的脉冲压缩模型33-36
• 4.1.1 线性调频信号33-34
• 4.1.2 LFM信号脉冲压缩原理34-35
• 4.1.3 匹配滤波模型35-36
• 4.2 本章小结36-37
• 第5章 基于压缩感知的雷达回波信号处理技术37-64
• 5.1 压缩感知距离压缩算法38-55
• 5.1.1 一维距离向压缩原理39-44
• 5.1.2 一维距离向压缩感知仿真44-55
• 5.2 基于LMS算法的方位向信息获取55-58
• 5.3 基于压缩感知的协作MIMO雷达模型58-62
• 5.3.1 协作MIMO雷达成像原理58-61
• 5.3.2 基于压缩感知的协作MIMO雷达收发模型61-62
• 5.4 本章小结62-64
• 结论64-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间参加科研项目情况71-72
• 致谢72-73
• 作者简介73

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 梁瑞宇;奚吉;张学武;;压缩感知理论在语音信号处理中的应用[A];2010’中国西部声学学术交流会论文集[C];2010年

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本文编号：1109680