压缩感知在雷达回波压缩重构中的应用研究

发布时间：2017-03-28 20:10

  本文关键词：压缩感知在雷达回波压缩重构中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在军用和民用领域中,雷达成像技术都有着非常重要的用途。对于具有高分辨率特点的成像雷达而言,需要使用宽带信号。根据传统的奈奎斯特采样定理处理宽带信号会出现因较高采样率引起的数据量过大的问题,这一不足会直接影响雷达回波的存储和快速传输。压缩感知理论为改善这一现状提供了一种信号处理模式,该理论指出具有稀疏特性的信号可以通过降维采样降低采样率,然后通过重构算法以较高的精确度重建原始信号,可以很好的实现宽带稀疏信号的压缩重构。1、研究了压缩感知的基本原理以及对宽带雷达回波的压缩重构。研究稀疏信号以及稀疏字典构造设计方法。构造观测信号采样矩阵,用降维的数据精确重构雷达回波。文中研究基于l1,范数最小的凸优化和基于l0范数最小的贪婪两大类重建算法,给出了仿真结果。2、研究了距离高分辨率雷达信号特点,线性调频脉冲压缩海明加权。在此基础上研究了雷达回波的稀疏特征,根据这一特征构造了合理的稀疏字典并选取了随机采样矩阵对回波进行降维采样。3、提出用基于加权协方差拟合准则的SPICE参数估计实现对雷达回波降维后的重构。给出了基于加权协方差拟合准则的SPICE参数估计实现对雷达回波降维后重构的具体方法,并进行了仿真。仿真结果表明,SPICE参数估计算法比传统的OMP算法重构雷达回波信息损失更小。仿真结果验证了压缩感知理论应用于雷达回波压缩重构中能够解决宽带雷达回波信号带来的大数据存储和传输的问题。
【关键词】：压缩感知 距离向雷达成像 脉冲压缩 SPICE参数估计算法
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 压缩感知理论的研究和发展9-11
• 1.3 压缩感知应用于雷达成像中的研究和发展11
• 1.4 论文的主要研究内容11-13
• 第二章 压缩感知的基本理论13-31
• 2.1 引言13
• 2.2 稀疏信号13-14
• 2.3 降维采样14-15
• 2.4 信号重构15-30
• 2.4.1 基于l_1范数最小的凸优化算法17-21
• 2.4.2 基于l_0范数最小的贪婪算法21-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 雷达回波的降维采样31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 线性调频信号31-34
• 3.3 脉冲压缩及加窗技术34-39
• 3.4 雷达回波的稀疏特性及降维采样39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于SPICE的雷达回波压缩重构43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 基于SPICE的压缩感知重构算法43-46
• 4.3 数值仿真及分析46-54
• 4.3.1 结合雷达回波特征设计稀疏字典46-48
• 4.3.2 采用随机观测矩阵进行降维采样48-50
• 4.3.3 通过SPICE参数估计算法恢复原始信号50-51
• 4.3.4 SPICE参数估计重建算法性能分析51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 论文工作总结55-56
• 5.2 研究展望56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间科研成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘记红;徐少坤;高勋章;黎湘;庄钊文;;压缩感知雷达成像技术综述[J];信号处理;2011年02期

2 喻玲娟;谢晓春;;压缩感知理论简介[J];电视技术;2008年12期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐建平;压缩感知算法在雷达成像中的应用研究[D];电子科技大学;2012年

2 高磊;压缩感知理论在宽带成像雷达Chirp回波处理中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 夏卓卿;脉冲多普勒雷达长时间积累技术研究[D];电子科技大学;2010年

2 汪洋;基于DDS的脉压雷达信号产生技术[D];西安电子科技大学;2009年

3 黄艺毅;双站逆合成孔径雷达的成像算法研究[D];上海交通大学;2008年

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本文编号：272941