[发明专利]一种基于改进OMP的机载雷达杂波空时谱快速估计方法

说明书

本发明涉及一种基于改进OMP的机载雷达杂波空时谱快速估计方法，针对待重构信号稀疏度未知条件，采用所设计的改进OMP算法，通过迭代估计线性逼近信号稀疏度，进而快速求解稀疏信号的支撑集，以及其稀疏表示的系数，实现对机载雷达杂波空时谱的高效估计，并且整个设计方法运算量较小，易于工程实施。

技术领域

本发明涉及一种基于改进OMP的机载雷达杂波空时谱快速估计方法，属于杂波空时谱稀疏重构技术领域。

背景技术

机载雷达将雷达平台架设在高空，在目标探测、战场监视、地球观测等军用和民用领域都有不可比拟的作用。当机载雷达处于下视工作时，其接收回波信号中除了目标信号外，还存在大量地物杂波，地物杂波会严重影响机载雷达的目标探测性能。由于载机与地物散射体之间的相对径向运动，低速目标常常淹没在杂波中而无法有效检测。因此，对杂波的研究是机载雷达慢动目标检测的主要问题。空时自适应处理(STAP)是杂波抑制的有效手段，准确估计空时杂波谱是提高STAP性能的关键技术。基于凸优化的降维稀疏重构算法是实现直接数据域杂波空时谱估计的有效算法，但其运算量较大，限制了其实时处理的能力。国内外学者对稀疏重构算法的研究不断深入，提出了贝叶斯方法、凸优化类算法、贪婪算法和组合算法等，其中OMP算法因其运算效率高而被广泛应用于信号稀疏重构，并提出了子空间跟踪(SP)和压缩采样匹配跟踪(CoSaMP)等改进算法。OMP及其改进算法适用于信号稀疏度已知情形，而在实际应用中很多待重构信号的稀疏度是未知的，此时上述算法都将失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于改进OMP算法，针对待重构信号稀疏度未知条件，能够高效实现机载雷达杂波空时谱估计的基于改进OMP的机载雷达杂波空时谱快速估计方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于改进OMP的机载雷达杂波空时谱快速估计方法，包括如下步骤：

步骤A.针对机载雷达分别对应各个距离单元的接收信号X_l，获得接收信号X_l所对应的阵元—多普勒域输出信号；

步骤B.分别针对各个接收信号X_l所对应的阵元—多普勒域输出信号，进一步分别针对其中各个多普勒单元输出信号，针对多普勒单元输出信号进行迭代估计实现空域稀疏重构，获得该多普勒单元输出信号所对应的空域稀疏重构系数；

步骤C.由各个阵元—多普勒域输出信号中各个多普勒单元输出信号所对应的空域稀疏重构系数，组合获得各个阵元—多普勒域输出信号分别所对应的杂波空时二维谱，即各个接收信号X_l分别所对应杂波空时二维谱。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A中，针对机载雷达分别对应各个距离单元的接收信号X_l，分别进行时域快速傅里叶变换，分别获得各个接收信号X_l所对应的阵元—多普勒域输出信号。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B中，分别针对各个接收信号X_l所对应的阵元—多普勒域输出信号，进一步分别针对其中各个多普勒单元输出信号，针对多普勒单元输出信号进行迭代估计实现空域稀疏重构，其中，通过更新支撑集，实现针对多普勒单元输出信号残余矢量的更新，再根据多普勒单元输出信号残余矢量与预设误差阈值的比较判断，获得该多普勒单元输出信号所对应的空域稀疏重构系数。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B具体包括如下：

步骤B.分别针对各个距离单元的接收信号X_l所对应的阵元—多普勒域输出信号，进一步分别针对其中各个多普勒单元输出信号S_{Dl_i}，分别执行如下步骤，针对多普勒单元输出信号进行迭代估计实现空域稀疏重构，获得该多普勒单元输出信号所对应的空域稀疏重构系数；