【摘要】：論文針對不同方位超分辨方法進(jìn)行分析,總結(jié)了現(xiàn)有超分辨方法的優(yōu)勢與局限。對方法中存在的問題提出解決思路及相應(yīng)的改進(jìn)方法,并給出特定環(huán)境下改進(jìn)方法的仿真結(jié)果。針對反卷積方位超分辨方法,通過對回波信號進(jìn)行建模,闡述反卷積方位超分辨原理,并對現(xiàn)有方法進(jìn)行分析,包括維納濾波法、Richardson-Lucy(RL)法以及最大后驗概率(MAP)法。在僅考慮接收機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部噪聲情況下,給出上述超分辨方法的仿真結(jié)果。由于系統(tǒng)噪聲未知且對分辨結(jié)果產(chǎn)生極大影響,導(dǎo)致反卷積方位超分辨問題具有“不適定”特性。針對反卷積“不適定”特性,首先,提出基于范數(shù)正則化的梯度投影(GP)方位超分辨方法,將“不適定”問題轉(zhuǎn)換為約束優(yōu)化問題,該方法可在信噪比為OdB環(huán)境下成功實現(xiàn)目標(biāo)方位超分辨。通過對GP法進(jìn)行分析,給出基于對偶理論與對數(shù)障礙函數(shù)的正則化超分辨方法,即對偶—對數(shù)障礙超分辨方法。信噪比為20dB以上時,該方法可提高雷達(dá)方位分辨率。其次,提出兩種基于二次規(guī)劃的方位超分辨方法:快速迭代收縮閾值(FIST)超分辨方法與拉格朗日超分辨方法。信噪比為10dB以上時,FIST法可有效提高方位分辨率。拉格朗日法則用于解決GP超分辨方法與FIST超分辨方法中無法對正則化參數(shù)自適應(yīng)選取這一問題,無需引入正則化參數(shù)可直接恢復(fù)原始方位信號。針對波達(dá)方向(DOA)估計超分辨方法,為提高相干信源估計準(zhǔn)確率,提出兩種解相干方法。首先,結(jié)合奇異值分解(SVD)與四階累積量(FOC)提出SVD-FOC法,在低信噪比環(huán)境下成功實現(xiàn)相干信源DOA估計。其次,針對大規(guī)模天線陣列,依據(jù)壓縮感知理論,提出OR-MUSIC波達(dá)估計方法,采用正交匹配追蹤(OMP)算法推導(dǎo)出導(dǎo)向向量的重構(gòu)表達(dá)式,結(jié)合子空間算法可準(zhǔn)確估計出相干信源的波達(dá)方向,仿真結(jié)果進(jìn)一步證明了該方法的有效性。
【圖文】：

高方位超分辨的最直接方法則是通過改進(jìn)或更新系統(tǒng)的硬件（如增大天線孔徑尺寸或天逡逑線孔徑尺寸固定，增大發(fā)射信號頻率）［１１，１２］。例如沃洛普斯島上的ＡＮ／ＦＰＱ－６跟蹤雷達(dá)逡逑采用２９英尺大口徑天線，其方位精度可達(dá)０．０５密位，如圖１．１所示。早期的雷達(dá)天線逡逑多數(shù)采用陣列天線，其原因在于雷達(dá)天線的性能與各輻射器的幾何位置及其激勵的幅逡逑度、相位緊密相關(guān)［１３］。后來由于分辨率的要求，而短波雷達(dá)一時難以得到廣泛應(yīng)用，因逡逑此陣列天線為單脈沖天線或拋物面天線所代替。隨著電控相移器、電子開關(guān)及收發(fā)組件逡逑的出現(xiàn)，人們的目光再次投向陣列天線，并成功研制出相控陣?yán)走_(dá)。相控陣?yán)走_(dá)可利用逡逑控制單元的相位對孔徑激勵進(jìn)行信號調(diào)制，從而實現(xiàn)雷達(dá)波束的定向掃描，即能夠極大逡逑地縮短雷達(dá)的掃描時間，又可以有效地改善掃描靈活性。同時，相控陣?yán)走_(dá)針對天線旁逡逑瓣對消可實現(xiàn)自適應(yīng)控制，利用不同頻率掃描得到的近遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)可計算出精確的二維方逡逑向圖。圖１．２為愛國者多功能相控陣?yán)走_(dá)，其天線包含大約五千個單元，呈圓形孔徑。逡逑－２－逡逑

并沿一虛擬線性方向向前移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)各虛擬陣元位置時，采用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)方式，將原來逡逑尺寸較小的真實天線孔徑憑借目標(biāo)與雷達(dá)間的相對運(yùn)動特性融合成較大的等效虛擬孔逡逑徑，這種通過運(yùn)動小天線構(gòu)造等效虛擬長天線的思想稱為合成孔徑雷達(dá)技術(shù)（圖１．３為逡逑ＳＡＲ實測結(jié)果）。簡而言之，當(dāng)真實天線到達(dá)每個虛擬位置時，都會接收到相應(yīng)的回波逡逑信號，而這些回波信號與發(fā)射信號間會存在特定相位差，將相位差與接收信號振幅進(jìn)行逡逑疊加合成，即等效成為合成孔徑天線的接收信號，其原理如圖１．４所示。逡逑■丨逡逑（ａ）河南鄭州邐（ｂ）山西平原逡逑圖１．邋３邋ＳＡＲ圖像逡逑Ｆｉｇ邋１．３邋ＳＡＲ邋Ｉｍａｇｅ逡逑－５－逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.51

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張鑫;柳曉鳴;劉暢;;船舶導(dǎo)航雷達(dá)方位超分辨方法[J];大連海事大學(xué)學(xué)報;2017年02期

2 梁丹亞;李宏偉;王克;屈坤;;粒子群優(yōu)化的GPSR-BB壓縮感知重構(gòu)算法[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

3 Zhenxing Lu;Yunjie Li;Meiguo Gao;;Direction estimation for two steady targets in monopulse radar[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2015年01期

4 吳敏;張磊;邢孟道;段佳;徐剛;;基于分布式壓縮感知的全極化雷達(dá)超分辨成像[J];電波科學(xué)學(xué)報;2015年01期

5 唐琳;焦淑紅;齊歡;吳如煊;;一種單脈沖雷達(dá)多通道L1正則化波束銳化方法[J];電子與信息學(xué)報;2014年09期

6 焦淑紅;唐琳;齊歡;劉學(xué);;迭代收縮閾值雷達(dá)前視成像方法[J];航空學(xué)報;2014年12期

7 鄒建武;祝明波;董巍;李相平;;應(yīng)用于雷達(dá)方位超分辨的改進(jìn)Richardson-Lucy算法[J];電訊技術(shù);2014年01期

8 吳敏;邢孟道;張磊;;基于壓縮感知的二維聯(lián)合超分辨ISAR成像算法[J];電子與信息學(xué)報;2014年01期

9 賀順;楊志偉;張娟;徐青;;自適應(yīng)加權(quán)修正的強(qiáng)弱信號Capon譜估計方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2013年05期

10 趙小見;趙磊;陳農(nóng);;基于相干聲源CLEAN算法的常規(guī)風(fēng)洞聲源辨識研究[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周云;基于高分辨距離像的雷達(dá)目標(biāo)識別研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 石和平;陣列信號處理中的DOA估計關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2015年

3 黃大榮;高分辨雷達(dá)非模糊成像與運(yùn)動補(bǔ)償研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

4 王超;基于信號處理新方法的機(jī)動目標(biāo)ISAR成像算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 管金稱;基于統(tǒng)計優(yōu)化的雷達(dá)掃描波束超分辨[D];電子科技大學(xué);2015年

6 胡安中;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的信道與DOA估計研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

7 楊海光;臨近空間SAR成像理論與成像方法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

8 劉紅超;高分辨ISAR成像新方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 俞翔;ISAR運(yùn)動補(bǔ)償和成像新方法的研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

10 張紅敏;SAR圖像高精度定位技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉彬;船載導(dǎo)航雷達(dá)目標(biāo)檢測技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 姚冰潔;雷達(dá)目標(biāo)高分辨算法研究[D];大連海事大學(xué);2016年

3 王巧;基于調(diào)制核和正則化Richardson-Lucy算法的中子圖像復(fù)原方法研究[D];東北師范大學(xué);2015年

4 田方彥;一種改進(jìn)的迭代收縮閾值算法[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

5 趙亮;基于環(huán)視SAR數(shù)據(jù)的雷達(dá)運(yùn)動參數(shù)估計[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 彭金龍;窄帶相干信號DOA估計算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 仇靜;求解線性離散不適定問題的改進(jìn)正則化RRGMRES算法[D];南京航空航天大學(xué);2014年

8 張永強(qiáng);雷達(dá)超分辨處理技術(shù)的研究[D];大連海事大學(xué);2013年

9 林新潛;正則化圖像復(fù)原中的自適應(yīng)方法研究與實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

10 顧成花;基于反卷積的方位超分辨研究[D];電子科技大學(xué);2013年

，

本文編號：2596844