基于矩阵填充的随机步进频雷达高分辨距离-多普勒谱稀疏恢复方法

TN958.6; 随机步进频雷达通过合成大带宽,能在较低硬件复杂度下获得距离高分辨效果,同时由于其每个脉冲的载频随机捷变,因而具有强的抗干扰、电磁兼容能力,在复杂电磁环境高精度探测领域具有重要的应用价值.然而,由于其波形在时频域稀疏的感知形式,造成回波相参信息有所缺失,因而传统匹配滤波方法在估计高分辨距离-多普勒时会演化为欠定估计,导致估计谱中产生起伏高旁瓣,严重影响探测性能.为此,该文提出一种基于Hankel重构矩阵填充的随机步进频雷达高分辨距离-多普勒谱低旁瓣稀疏恢复方法.该方法采用低秩矩阵填充思想补全波形在时频域稀疏感知时造成的缺失采样,恢复目标连续相参信息,可以有效解决欠定估计问题.文...

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Published in雷达学报 Vol. 13; no. 1; pp. 200 - 214
Main Authors 胡雪瑶, 梁灿, 卢珊珊, 王在洋, 郑乐, 李阳
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所 北京 100081 2024
CEMEE国家重点实验室电磁感知研究中心 北京 100081%西安电子工程研究所 西安 710100
北京理工大学重庆创新中心 重庆 401120
Subjects
稀疏恢复
High sidelobe
Random Stepped Frequency(RSF)
随机步进频
相参处理
矩阵填充
高旁瓣
Coherent processing
Sparse recovery
Matrix completion
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ISSN2095-283X
DOI10.12000/JR23176

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Summary:TN958.6; 随机步进频雷达通过合成大带宽,能在较低硬件复杂度下获得距离高分辨效果,同时由于其每个脉冲的载频随机捷变,因而具有强的抗干扰、电磁兼容能力,在复杂电磁环境高精度探测领域具有重要的应用价值.然而,由于其波形在时频域稀疏的感知形式,造成回波相参信息有所缺失,因而传统匹配滤波方法在估计高分辨距离-多普勒时会演化为欠定估计,导致估计谱中产生起伏高旁瓣,严重影响探测性能.为此,该文提出一种基于Hankel重构矩阵填充的随机步进频雷达高分辨距离-多普勒谱低旁瓣稀疏恢复方法.该方法采用低秩矩阵填充思想补全波形在时频域稀疏感知时造成的缺失采样,恢复目标连续相参信息,可以有效解决欠定估计问题.文章首先构建了随机步进频雷达的慢时间-载频(时-频)回波欠采样数据矩阵;然后,重构待恢复数据矩阵为双重Hankel型,并分析证明了矩阵满足低秩先验特性;最后,利用ADMM算法补全未采样时频数据,恢复相参信息,保证了高分辨距离-多普勒谱低旁瓣稀疏恢复.仿真和实测试验证明了该文所提方法的有效性和优越性.
ISSN:2095-283X
DOI:10.12000/JR23176