基于壓縮采樣的比幅測(cè)向方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的Nyquist采樣定理要求采樣頻率必須大于等于信號(hào)最高頻率的兩倍，但很多情況下信號(hào)帶寬較大，采樣頻率難以達(dá)到最高頻率的兩倍。近年來(lái)Donoho和Candès提出了壓縮采樣CS(Compressed Sensing)理論。該理論利用原始信號(hào)的稀疏性先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)相應(yīng)的稀疏重建算法來(lái)重構(gòu)出原始信號(hào)。目前常見(jiàn)的稀疏重建算法主要包括基追蹤方法(BP)和正交匹配追蹤方法(OMP)。本文將壓縮采樣理論應(yīng)用到雷達(dá)目標(biāo)的波達(dá)方向(DOA)估計(jì)上，

2、通過(guò)幅度調(diào)制實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的DOA估計(jì)。
　　 現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)通常采用單脈沖技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的DOA估計(jì)，但是當(dāng)一個(gè)距離方位單元內(nèi)存在多個(gè)目標(biāo)時(shí)，單脈沖技術(shù)得到的一般是錯(cuò)誤的DOA估計(jì)結(jié)果。對(duì)此，研究人員已經(jīng)提出了最大似然(ML)方法和漸近最大似然(AML)方法來(lái)減少多個(gè)目標(biāo)的影響。雖然這些方法可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的DOA估計(jì)，其精度也較高，但是不能估計(jì)速度相同的多目標(biāo)DOA。論文的主要工作概括如下：
　　 1．針對(duì)傳統(tǒng)正交匹配追蹤算

3、法容易受原子間干擾的影響而導(dǎo)致重構(gòu)效果較差，提出了一種自適應(yīng)抑制原子間干擾的正交匹配追蹤算法。以稀疏多徑信道的估計(jì)為例，該算法通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)的感知字典，從而抑制訓(xùn)練序列之間干擾的影響，提高算法對(duì)非零抽頭的檢測(cè)概率，其信道估計(jì)精度要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)OMP方法的估計(jì)精度。
　　 2．針對(duì)單目標(biāo)的DOA估計(jì)問(wèn)題，提出了一種基于稀疏重建的波束掃描測(cè)向方法，該類(lèi)方法不僅利用了天線方向圖的峰值特性，還利用了基于冗余字典描述的接收數(shù)據(jù)的稀疏特

4、性。與傳統(tǒng)的基于峰值特征和對(duì)稱(chēng)約束的估計(jì)方法相比較，該類(lèi)改進(jìn)的方法需要的脈沖數(shù)更少，并且具有壓縮采樣的能力。
　　 3．推導(dǎo)了多目標(biāo)DOA估計(jì)的Cramer-Rao Lower Bound（CRLB）下限，提出了基于壓縮采樣理論的多目標(biāo)DOA估計(jì)方法。將多目標(biāo)DOA估計(jì)問(wèn)題看成是一個(gè)稀疏向量的重構(gòu)問(wèn)題，該稀疏向量的非零元素及其在向量中的位置信息分別表征目標(biāo)的幅度信息和角度信息，并用BP方法重構(gòu)稀疏向量。傳統(tǒng)ML算法估計(jì)多目標(biāo)DO