壓縮感知理論在雷達(dá)成像中的應(yīng)用研究.pdf

1、以ISAR和InISAR為代表的高分辨率雷達(dá)成像技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域有著廣泛的需求。通常情況下,高分辨率雷達(dá)圖像的獲得需要寬帶雷達(dá)信號,而寬帶雷達(dá)信號則又會導(dǎo)致雷達(dá)數(shù)據(jù)率的增加。近年來在雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域得到高度關(guān)注的壓縮感知理論,其非相關(guān)測量過程能夠有效地降低高分辨率雷達(dá)成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率,有望解決雷達(dá)系統(tǒng)中超大數(shù)據(jù)量的采集、存儲與傳輸問題。因此壓縮感知理論和技術(shù)在雷達(dá)成像領(lǐng)域的應(yīng)用,有可能會為高分辨率雷達(dá)成像技術(shù)帶來巨大變革。壓縮感知在高分

2、辨率雷達(dá)成像中的應(yīng)用研究工作雖然取得了一定的進(jìn)展,但還沒有針對壓縮感知雷達(dá)成像理論進(jìn)行系統(tǒng)性研究,也沒能在此基礎(chǔ)上給出實(shí)用化的成像算法。論文以基于壓縮感知的雷達(dá)成像理論與算法作為研究內(nèi)容,將壓縮感知理論應(yīng)用到高分辨率雷達(dá)成像算法中。論文圍繞著成像數(shù)據(jù)獲取方法、成像信號處理方法和壓縮感知在寬帶雷達(dá)成像中的應(yīng)用等緊密聯(lián)系而側(cè)重不同的三個方面展開了研究,建立了匹配濾波體制和去斜體制下的基帶回波信號稀疏表示模型,提出了壓縮感知測量器應(yīng)用到雷達(dá)接

3、收機(jī)的數(shù)字方案與模擬方案,構(gòu)建了具有保相性的壓縮感知距離壓縮算法,通過距離.方位解耦合的雷達(dá)成像框架,將壓縮感知距離壓縮算法與傳統(tǒng)的雷達(dá)二維成像和InISAR三維成像算法相結(jié)合,形成了壓縮感知雷達(dá)成像算法,并將其應(yīng)用到調(diào)頻步進(jìn)寬帶雷達(dá)成像中。論文通過對仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)的處理,證明了所提出的方法的有效性。
　　 論文的主要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在以下三個方面:
　　 在基于壓縮感知的雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取方法研究中,通過對雷達(dá)回波信號的分析,建立了

4、匹配濾波體制和去斜體制下的雷達(dá)回波信號稀疏表示模型,并將模擬/信息轉(zhuǎn)換器引入壓縮感知雷達(dá)成像處理中,以實(shí)現(xiàn)對距離向雷達(dá)回波信號的實(shí)時測量。在此基礎(chǔ)上提出了壓縮感知測量器應(yīng)用到雷達(dá)接收端的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案與模擬實(shí)現(xiàn)方案。
　　 在壓縮感知雷達(dá)成像算法研究中,首先在常用的稀疏信號重建算法中篩選出適合雷達(dá)成像的算法,然后與雷達(dá)回波信號稀疏表示模型以及非相干測量矩陣一起構(gòu)建了具有保相性的壓縮感知距離壓縮算法。在此基礎(chǔ)上利用距離-方位解耦合的