[发明专利]基于非参数迭代自适应的捷变频雷达目标重构方法

权利要求书

1.基于非参数迭代自适应的捷变频雷达目标重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立捷变频雷达的回波信号模型，并据此获取目标的回波信号；目标的回波信号经过接收机混频解调，得到基带信号；将基带信号进行脉压和归一化处理，得到脉压后的回波信号；

步骤1中，所述建立捷变频雷达的回波信号模型，具体为：

首先，设定雷达脉冲的初始载频为f_c，则第n个脉冲的载频为f_n＝f_c+d_nΔf；

其中，n为脉冲序列号，n＝0，1，...，N-1，N为一个相参处理间隔内的脉冲个数，Δf为最小跳频间隔，d_n为第n个脉冲的频率调制码字；

其次，设定基带波形采用线性调频信号，则捷变频信号模型可以表示为：

其中，j为虚数单位，rect(·)为矩形窗函数，T_p为脉冲宽度，为调频率，B_r为线性调频信号带宽，为快时间，t_n为慢时间，t_n＝nT_r，T_r为脉冲重复周期；

最后，设定观测场景中存在一个动目标点，在t时刻径向距离为r(t)，速度为v，该动目标朝远离雷达方向运动，则雷达接收到回波的时延那么雷达接收到该目标的回波信号表示为：

上式即为捷变频雷达的回波信号模型；

步骤2，将脉压后的回波信号转换为对应的捷变频雷达的压缩感知模型，进而构建对应的观测矩阵；

步骤3，将捷变频雷达的压缩感知模型与阵列信号的压缩感知模型进行对应转化，其中，捷变频雷达的观测矩阵的每一列与阵列流形矩阵的每一列对应，阵列的DOA估计结果的来波方向与捷变频雷达的目标参数对应；采用非参数迭代自适应算法对捷变频雷达的目标信号进行优化求解，得到目标信号列向量；对目标信号列向量进行重排，得到重构的目标信号；

其中，目标参数为目标的位置和速度；

所述采用非参数迭代自适应算法对捷变频雷达的目标参数进行优化求解，具体过程为：

(a)设置最大迭代次数为L；初始化迭代次数μ为0；

(b)计算重构目标信号的初始向量

其中，表示第μ次迭代中的重构目标信号的第k个元素；k＝1，2，…MN；Φ(k)为观测矩阵Φ的第k列，(·)^H表示共轭转置；

(c)计算当前迭代次数的对角矩阵p，

其中，|·|表示求模操作；

(d)计算当前迭代次数的协方差矩阵

其中，diag为对角化操作；

(e)更新重构目标信号并将其作为下一次迭代的重构目标信号；

其中，(·)^-1表示求逆操作；

(f)判断当前迭代次数是否满足μ＜L，若是，则返回步骤(c)更新对角阵p，并将其作为下一次迭代的对角阵；否则，停止迭代，将步骤(e)得到的更新后的重构目标信号作为最终确定的目标信号，即得到对应的一个MN×1的目标信号列向量x。

2.根据权利要求1所述的基于非参数迭代自适应的捷变频雷达目标重构方法，其特征在于，所述基带信号的表达式为：

所述脉压后的回波信号为：

其中，sin c(·)为辛格函数，将f_n＝f₀+d_nΔf与代入上式中，则

引入新的变量：

其中，α为目标的散射系数，p和q分别为高分辨距离相位因子和速度相位因子；

由于雷达回波信号可以看成观测场景中不同速度的所有目标回波的线性叠加，则上式改写为：

其中，Ω为目标所有高分辨距离和运动速度的集合。