壓縮感知寬帶接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)具有大瞬時(shí)帶寬及多信號(hào)處理的能力,在雷達(dá)對(duì)抗中擔(dān)負(fù)重要的角色,已經(jīng)成為電子偵察領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)需要高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)以提高接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬;需要利用靈活的信號(hào)處理算法完成已截獲雷達(dá)輻射源的參數(shù)估計(jì)。
　　現(xiàn)有寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)所采用的高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)包括:時(shí)域交替并行采集技術(shù)、基于混合濾波器組并行采集技術(shù)以及頻域交替并行采集技術(shù)。上述三種并行采集技術(shù)存在一共有缺陷:以其構(gòu)建的接收機(jī)瞬時(shí)帶寬受A

2、D芯片固有模擬帶寬限制。
　　為了突破現(xiàn)有寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)的帶寬瓶頸,本課題提出了一種基于壓縮感知理論的寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)方案。該方案利用壓縮感知技術(shù)對(duì)高速非合作信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,使接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬不再受AD固有帶寬限制,滿足了現(xiàn)代電子偵察設(shè)備的寬開監(jiān)視要求,能夠在更短時(shí)間覆蓋雷達(dá)工作的頻率范圍,完成全頻段范圍內(nèi)同時(shí)到達(dá)的多個(gè)雷達(dá)輻射源截獲及參數(shù)測(cè)量。
　　論文研究了壓縮感知寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)所涉及的關(guān)鍵技術(shù),包括:壓縮感

3、知數(shù)據(jù)采集、信號(hào)重構(gòu)及信號(hào)參數(shù)測(cè)量算法。首先,通過對(duì)偵察接收機(jī)接收信號(hào)的分布特點(diǎn)及壓縮感知數(shù)據(jù)采集技術(shù)原理的研究,得出壓縮感知并行數(shù)據(jù)采集技術(shù)—調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器適合用于偵察接收機(jī),能夠?qū)掝l帶范圍內(nèi)同時(shí)到達(dá)的多個(gè)窄帶信號(hào)截獲。同時(shí),論文提出了基于多相濾波結(jié)構(gòu)的壓縮感知并行數(shù)據(jù)采集優(yōu)化方案,節(jié)約了硬件資源消耗。相比于傳統(tǒng)的并行采集技術(shù),壓縮感知并行數(shù)據(jù)采集技術(shù)能夠獲得更大的瞬時(shí)帶寬及動(dòng)態(tài)范圍。
　　其次,論文研究了壓縮感知寬帶數(shù)字偵察

4、接收機(jī)信號(hào)重構(gòu)算法,提出了重構(gòu)調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器所采集信號(hào)的新型快速算法,解決了典型算法在每次迭代過程中需要進(jìn)行偽逆運(yùn)算的問題,降低了重構(gòu)算法復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明改進(jìn)算法擁有更快運(yùn)算速度的同時(shí)保持了較高的信號(hào)重構(gòu)概率,并且有良好的噪聲穩(wěn)定性,能夠?qū)ν瑫r(shí)到達(dá)的多種調(diào)制類型信號(hào)重構(gòu)。
　　然后,論文設(shè)計(jì)了壓縮感知寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)信號(hào)檢測(cè)及參數(shù)測(cè)量方法,首先根據(jù)重構(gòu)信號(hào)支撐集信息完成信號(hào)檢測(cè),并粗略估計(jì)信號(hào)初始頻率及帶寬信息,以次引導(dǎo)數(shù)據(jù)

5、率轉(zhuǎn)換,降低信號(hào)的數(shù)據(jù)流,使其能夠在DSP中完成參數(shù)測(cè)量。同時(shí),結(jié)合時(shí)域參數(shù)測(cè)量、變尺度Radon-Ambiguity變換調(diào)制參數(shù)估計(jì)和頻域參數(shù)測(cè)量,獲取已截獲信號(hào)信息。由于信號(hào)重構(gòu)為一尋優(yōu)過程,因此,重構(gòu)后信號(hào)將產(chǎn)生一定失真,仿真結(jié)果證明了多種調(diào)制類型的重構(gòu)失真信號(hào)的參數(shù)測(cè)量能夠達(dá)到一定精度。
　　最后,論文在完成壓縮感知寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)所涉及理論研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了信號(hào)處理方案設(shè)計(jì),包括:硬件方案設(shè)計(jì)以及參數(shù)估計(jì)算法流程設(shè)計(jì)