利用压缩感知估计雷达脉冲参差序列的周期
发布时间：2021-06-27 10:17
随着电磁环境日趋密集复杂,新雷达体制不断涌现,雷达信号分选面临着新的技术挑战,这也暴露了经典脉冲重复间隔（Pulse Repeat Interval,本文称间隔周期）分选算法不适应高缺失、高虚假电磁环境的缺点,直接体现在间隔周期估计结果不再可靠,尤其是参差间隔周期。另一方面,压缩感知在周期估计领域取得了优异效果,基于压缩感知理论的拉马努金滤波器组以屏蔽其他周期数据对目标数据的影响,能做到从复杂周期数据中准确估计隐藏周期。但是,受限于压缩感知算法庞大的数据量和运算量,该方法无法用于估计雷达混叠脉冲的间隔周期。本文的目的是利用压缩感知在线估计雷达混叠脉冲的参差间隔周期,为此将论文分为三部分:1)在混叠脉冲间隔周期估计方面,提出拉马努金子空间和周期数据的替换方案,实现利用压缩感知估计雷达混叠脉冲的间隔周期。为了解决基于压缩感知理论的拉马努金滤波器组数据量太大的问题,本文先通过提出拉马努金子空间的零和能量性质,证明了小数据量快速傅里叶变换（Discrete Fourier Transform,DFT）序列替换方案的可能性,又对比时间点模型和到达时间（Time Of Arrival,TOA）模型...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矩阵的一部分结构[18]P
用于判断模型是否可能存在周期为的脉冲，若存在则=，否则为空集。定义模型的所有潜在间隔周期数值的集合：=(max)=min··································(2.26)存在潜在间隔周期数值的原因有两个：若模型确实存在周期为的脉冲，除满足的条件>以外，以为中心的周期范围[,+]也会满足的条件（与模型中脉冲的数据量有关）；另外，的整除数值如/2等也会存在一部分满足的条件，这些周期数值被称为的谐波。对进行聚类和谐波处理则能得到模型的隐藏间隔周期。将混叠脉冲的处理步骤流程化得图2.1，图中表示间隔周期算法单次输入的混叠脉冲数据长度，()表示时刻算法输入的混叠脉冲数据集合，()则表示时刻算法估计的间隔子周期集合，还需对()进行聚类和谐波处理才能得到()中的隐藏间隔周期。若只需算法执行一次，可令=0，=即可。当混叠脉冲为流数据时，可以将流数据分块，每块只处理长度为的数据，这样能够观察混叠脉冲间隔周期随时间变化的趋势。算法2.1是间隔周期估计算法的伪代码。图2.1间隔周期估计算法原理图
第2章雷达混叠脉冲的间隔周期估计17图2.2模型的标准能量分布图和能量阈值函数计算模型在周期范围[min,max]的标准能量分布（图2.2），在能量阈值函数的作用下得到模型的所有潜在间隔周期数值的集合，包含间隔周期数值730、1015~1017、1771~1781、2029~2045、2910~2934、3673~3730、4066~4134、4730~4822，其中每段连续间隔周期都存在一个潜在的间隔周期数值或其谐波数值，且该数值一般都在中心位置。最终得到间隔周期数值为：={1775.5,2032,2920,3700,4100,4774.5}对比表2.1可知，间隔周期估计算法得到的间隔周期数值正确。（2）混叠脉冲流的间隔周期估计仿照实际情况，设置混叠雷达信号的仿真参数（表2.2），得到一组混叠脉冲流的TOA模型。对比间隔周期估计算法的估计结果与设置参数，验证算法功能。表2.2仿真参数雷达型号调制方式PRI(μs)抖动率缺失率虚假率起始/终止时间(s)1参差1356,8760%20%20%1.4/13.92参差874,800,943,7800%8.9/19.53常规37000%1.39/1.544常规41000%6.2/20.35抖动477610%9.5/18.16抖动177615%13.2/23.1实例参数设置：最大最小周期min=60、max=5000；混叠脉冲TOA范围为=5000×max，算法单次输入TOA数据长度为=50×max，意味着每部T
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于稀疏重构的混叠脉冲序列的周期估计[J]. 许成维,陶建武. 航空学报. 2018(07)
[2]新体制雷达信号PRI样本子图周期搜索提取方法[J]. 孟祥豪,罗景青,马贤同. 信号处理. 2015(04)
[3]密集信号分选的平面变换技术[J]. 赵仁健,龙德浩,熊平,陈元享. 电子学报. 1998(01)
博士论文
[1]基于稀疏重构的电子侦察技术研究[D]. 沈志博.西安电子科技大学 2015
硕士论文
[1]基于GPGPU的雷达信号处理算法实现[D]. 祁舒丹.西安电子科技大学 2019
[2]线性调频连续波雷达信号处理及其GPU实现[D]. 别静.西安电子科技大学 2018
[3]基于GPU的阵列雷达信号处理及实现[D]. 周晓露.西安电子科技大学 2018
[4]未知雷达信号PRI分选算法研究[D]. 明焱.西安电子科技大学 2013
[5]雷达信号分选关键算法研究[D]. 何炜.电子科技大学 2007
本文编号：3252659
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矩阵的一部分结构[18]P
用于判断模型是否可能存在周期为的脉冲，若存在则=，否则为空集。定义模型的所有潜在间隔周期数值的集合：=(max)=min··································(2.26)存在潜在间隔周期数值的原因有两个：若模型确实存在周期为的脉冲，除满足的条件>以外，以为中心的周期范围[,+]也会满足的条件（与模型中脉冲的数据量有关）；另外，的整除数值如/2等也会存在一部分满足的条件，这些周期数值被称为的谐波。对进行聚类和谐波处理则能得到模型的隐藏间隔周期。将混叠脉冲的处理步骤流程化得图2.1，图中表示间隔周期算法单次输入的混叠脉冲数据长度，()表示时刻算法输入的混叠脉冲数据集合，()则表示时刻算法估计的间隔子周期集合，还需对()进行聚类和谐波处理才能得到()中的隐藏间隔周期。若只需算法执行一次，可令=0，=即可。当混叠脉冲为流数据时，可以将流数据分块，每块只处理长度为的数据，这样能够观察混叠脉冲间隔周期随时间变化的趋势。算法2.1是间隔周期估计算法的伪代码。图2.1间隔周期估计算法原理图
第2章雷达混叠脉冲的间隔周期估计17图2.2模型的标准能量分布图和能量阈值函数计算模型在周期范围[min,max]的标准能量分布（图2.2），在能量阈值函数的作用下得到模型的所有潜在间隔周期数值的集合，包含间隔周期数值730、1015~1017、1771~1781、2029~2045、2910~2934、3673~3730、4066~4134、4730~4822，其中每段连续间隔周期都存在一个潜在的间隔周期数值或其谐波数值，且该数值一般都在中心位置。最终得到间隔周期数值为：={1775.5,2032,2920,3700,4100,4774.5}对比表2.1可知，间隔周期估计算法得到的间隔周期数值正确。（2）混叠脉冲流的间隔周期估计仿照实际情况，设置混叠雷达信号的仿真参数（表2.2），得到一组混叠脉冲流的TOA模型。对比间隔周期估计算法的估计结果与设置参数，验证算法功能。表2.2仿真参数雷达型号调制方式PRI(μs)抖动率缺失率虚假率起始/终止时间(s)1参差1356,8760%20%20%1.4/13.92参差874,800,943,7800%8.9/19.53常规37000%1.39/1.544常规41000%6.2/20.35抖动477610%9.5/18.16抖动177615%13.2/23.1实例参数设置：最大最小周期min=60、max=5000；混叠脉冲TOA范围为=5000×max，算法单次输入TOA数据长度为=50×max，意味着每部T
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于稀疏重构的混叠脉冲序列的周期估计[J]. 许成维,陶建武. 航空学报. 2018(07)
[2]新体制雷达信号PRI样本子图周期搜索提取方法[J]. 孟祥豪,罗景青,马贤同. 信号处理. 2015(04)
[3]密集信号分选的平面变换技术[J]. 赵仁健,龙德浩,熊平,陈元享. 电子学报. 1998(01)
博士论文
[1]基于稀疏重构的电子侦察技术研究[D]. 沈志博.西安电子科技大学 2015
硕士论文
[1]基于GPGPU的雷达信号处理算法实现[D]. 祁舒丹.西安电子科技大学 2019
[2]线性调频连续波雷达信号处理及其GPU实现[D]. 别静.西安电子科技大学 2018
[3]基于GPU的阵列雷达信号处理及实现[D]. 周晓露.西安电子科技大学 2018
[4]未知雷达信号PRI分选算法研究[D]. 明焱.西安电子科技大学 2013
[5]雷达信号分选关键算法研究[D]. 何炜.电子科技大学 2007
本文编号：3252659
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3252659.html
