基于組稀疏壓縮感知的穿墻雷達(dá)成像研究.pdf

1、穿墻雷達(dá)能夠?qū)﹄[藏在墻體或建筑物后的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和成像，在災(zāi)后救援、反恐作戰(zhàn)等諸多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。穿墻雷達(dá)成像作為一種新的復(fù)雜環(huán)境下的雷達(dá)成像技術(shù)，在諸多方面仍面臨挑戰(zhàn)。一方面，高分辨成像需求增加了系統(tǒng)復(fù)雜度（如大帶寬、多天線等），而復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)的存儲(chǔ)、傳輸、處理等環(huán)節(jié)造成了很大負(fù)擔(dān)。另一方面，由于墻體對(duì)電磁波的反射作用，接收機(jī)會(huì)收到來(lái)自多個(gè)傳播路徑的目標(biāo)回波，由此形成的多徑效應(yīng)會(huì)在重建圖像中產(chǎn)生不期望的虛

2、像，從而影響成像質(zhì)量。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要研究基于壓縮感知理論的穿墻雷達(dá)高分辨成像技術(shù)和多徑抑制技術(shù)。本文在利用穿墻雷達(dá)接收信號(hào)所呈現(xiàn)的組稀疏性基礎(chǔ)上，主要開(kāi)展基于組稀疏性的穿墻雷達(dá)成像技術(shù)研究。為有效利用穿墻雷達(dá)的組稀疏性，本文采用貝葉斯壓縮感知實(shí)現(xiàn)了低數(shù)據(jù)量下的高分辨成像。穿墻雷達(dá)的多徑效應(yīng)同樣呈現(xiàn)組稀疏特性，本文提出了一種基于組稀疏的多徑分集穿墻雷達(dá)成像方法。本論文主要工作如下:
　　(1)簡(jiǎn)述基于組稀疏壓縮感

3、知的穿墻雷達(dá)成像理論框架。本文在介紹穿墻雷達(dá)成像的基本原理和壓縮感知理論基礎(chǔ)上，針對(duì)穿墻雷達(dá)接收信號(hào)模型，根據(jù)其具有組稀疏性的特點(diǎn)，研究了基于組稀疏性的穿墻雷達(dá)成像方法，并利用兩種組稀疏重構(gòu)算法，可分離逼近稀疏重構(gòu)法(SpaRSA)和塊正交匹配追蹤法(BOMP)，驗(yàn)證了基于組稀疏性的穿墻雷達(dá)成像性能。
　　(2)發(fā)展基于貝葉斯壓縮感知的組稀疏穿墻雷達(dá)成像技術(shù)。為有效利用穿墻雷達(dá)成像的組稀疏性，本文將貝葉斯壓縮感知理論應(yīng)用于組稀疏穿

4、墻雷達(dá)成像，在構(gòu)建組稀疏貝葉斯模型基礎(chǔ)上，采用復(fù)多任務(wù)貝葉斯壓縮感知方法(CMT-BCS)迭代更新貝葉斯模型參數(shù)和重構(gòu)圖像，從而實(shí)現(xiàn)組稀疏穿墻雷達(dá)成像。仿真結(jié)果表明，基于貝葉斯壓縮感知的穿墻雷達(dá)成像能夠準(zhǔn)確地對(duì)墻后場(chǎng)景圖像進(jìn)行重構(gòu)，并且計(jì)算效率較高。
　　(3)提出基于組稀疏貝葉斯壓縮感知的多徑分集穿墻雷達(dá)成像技術(shù)。針對(duì)穿墻雷達(dá)多徑效應(yīng)問(wèn)題，本文在深入研究穿墻雷達(dá)多徑傳播模式基礎(chǔ)上，揭示其同樣具有組稀疏性，因此有效利用多徑信號(hào)的組