[发明专利]一种基于目标稀疏性和频域去斜的雷达距离超分辨方法

说明书

本发明公开了一种基于目标稀疏性和频域去斜的雷达距离超分辨方法，包括以下步骤：1)对雷达目标的线性调频回波信号在频域上进行去斜处理；2)建立多目标回波信号的稀疏性数学模型；3)构造关于目标距离的优化函数并求解，得到目标距离，同时实现雷达距离超分辨。在同样的雷达信号带宽下，相较于常规脉冲压缩处理，具有更高的距离分辨能力，实现了距离超分辨；距离上的超分辨改善了目标分类识别、成像、距离测量以及杂波中目标检测的性能。

技术领域

本发明涉及雷达的距离分辨，具体为一种基于目标稀疏性和频域去斜的雷达距离超分辨方法。

背景技术

在雷达系统中，提高距离分辨率是改善杂波中目标检测的重要手段，也是目标分类识别、成像及距离测量的基础。

现代雷达发射大时宽带宽积信号，通过脉冲压缩提高距离分辨率，此时距离分辨率与雷达信号带宽成反比关系，若要进一步提高分辨率，则需要增加信号带宽，这在实际中有时难度较大或者代价过高，因此有必要研究不增加带宽情况下的距离超分辨问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于目标稀疏性和频域去斜的雷达距离超分辨方法，在同样的雷达信号带宽下，相较于常规脉冲压缩处理，具有更高的距离分辨能力，实现了距离超分辨；距离上的超分辨改善了目标分类识别、成像、距离测量以及杂波中目标检测的性能。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供如下技术方案：

一种基于目标稀疏性和频域去斜的雷达距离超分辨方法，包括以下步骤：

1)对雷达目标的线性调频回波信号在频域上进行去斜处理；

2)建立多目标回波信号的稀疏性数学模型；

3)构造关于目标距离的优化函数并对优化函数进行求解，得到目标距离，同时实现雷达距离超分辨。

本发明进一步设置为：所述步骤1)对雷达目标的线性调频回波信号在频域上进行去斜处理，具体为，

1-1)设雷达发射的线性调频信号，即LFM信号u(t)为，

式中，t为时间，a₀为LFM信号的幅度，T为LFM信号的时宽，j为虚数单位，j²＝-1，γ为LFM信号的调频斜率，γ＝B/T，B为LFM信号的带宽，rect(·)为矩形函数，rect(t)＝1,-1/2≤t≤1/2；

1-2)当乘积BT＞＞1时，式(1)对应的匹配滤波器的频率响应U(f)为，

式中，f为频率；

1-3)设距离R₁处有一个静止点目标，其回波信号s₁(t)为，

式中，a₁为回波信号的幅度，t₁＝2R₁/c为回波信号的双程时延，c为光速，

该目标回波信号的频谱S₁(f)为，

式中，为目标回波信号频谱的幅度；

1-4)将式(2)与式(4)相乘以实现频域去斜，得到该目标回波信号的频域去斜表达式S(f)，