基于組稀疏壓縮感知的穿墻雷達成像研究.pdf

1、穿墻雷達能夠?qū)﹄[藏在墻體或建筑物后的目標進行探測和成像，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。穿墻雷達成像作為一種新的復雜環(huán)境下的雷達成像技術(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)復雜度（如大帶寬、多天線等），而復雜的系統(tǒng)導致大量的測量數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)的存儲、傳輸、處理等環(huán)節(jié)造成了很大負擔。另一方面，由于墻體對電磁波的反射作用，接收機會收到來自多個傳播路徑的目標回波，由此形成的多徑效應(yīng)會在重建圖像中產(chǎn)生不期望的虛

2、像，從而影響成像質(zhì)量。
　　針對上述問題，本文主要研究基于壓縮感知理論的穿墻雷達高分辨成像技術(shù)和多徑抑制技術(shù)。本文在利用穿墻雷達接收信號所呈現(xiàn)的組稀疏性基礎(chǔ)上，主要開展基于組稀疏性的穿墻雷達成像技術(shù)研究。為有效利用穿墻雷達的組稀疏性，本文采用貝葉斯壓縮感知實現(xiàn)了低數(shù)據(jù)量下的高分辨成像。穿墻雷達的多徑效應(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成像方法。本論文主要工作如下:
　　(1)簡述基于組稀疏壓縮感

3、知的穿墻雷達成像理論框架。本文在介紹穿墻雷達成像的基本原理和壓縮感知理論基礎(chǔ)上，針對穿墻雷達接收信號模型，根據(jù)其具有組稀疏性的特點，研究了基于組稀疏性的穿墻雷達成像方法，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)，驗證了基于組稀疏性的穿墻雷達成像性能。
　　(2)發(fā)展基于貝葉斯壓縮感知的組稀疏穿墻雷達成像技術(shù)。為有效利用穿墻雷達成像的組稀疏性，本文將貝葉斯壓縮感知理論應(yīng)用于組稀疏穿

4、墻雷達成像，在構(gòu)建組稀疏貝葉斯模型基礎(chǔ)上，采用復多任務(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，從而實現(xiàn)組稀疏穿墻雷達成像。仿真結(jié)果表明，基于貝葉斯壓縮感知的穿墻雷達成像能夠準確地對墻后場景圖像進行重構(gòu)，并且計算效率較高。
　　(3)提出基于組稀疏貝葉斯壓縮感知的多徑分集穿墻雷達成像技術(shù)。針對穿墻雷達多徑效應(yīng)問題，本文在深入研究穿墻雷達多徑傳播模式基礎(chǔ)上，揭示其同樣具有組稀疏性，因此有效利用多徑信號的組