發(fā)布時(shí)間：2020-03-23 14:19

【摘要】：論文針對(duì)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(shì)與局限。對(duì)方法中存在的問(wèn)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(duì)反卷積方位超分辨方法,通過(guò)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行建模,闡述反卷積方位超分辨原理,并對(duì)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(yàn)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(duì)分辨結(jié)果產(chǎn)生極大影響,導(dǎo)致反卷積方位超分辨問(wèn)題具有“不適定”特性。針對(duì)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(wèn)題轉(zhuǎn)換為約束優(yōu)化問(wèn)題,該方法可在信噪比為OdB環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方位超分辨。通過(guò)對(duì)GP法進(jìn)行分析,給出基于對(duì)偶理論與對(duì)數(shù)障礙函數(shù)的正則化超分辨方法,即對(duì)偶—對(duì)數(shù)障礙超分辨方法。信噪比為20dB以上時(shí),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(shí),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(wú)法對(duì)正則化參數(shù)自適應(yīng)選取這一問(wèn)題,無(wú)需引入正則化參數(shù)可直接恢復(fù)原始方位信號(hào)。針對(duì)波達(dá)方向(DOA)估計(jì)超分辨方法,為提高相干信源估計(jì)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(shí)現(xiàn)相干信源DOA估計(jì)。其次,針對(duì)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(jì)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(jì)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(guò)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(hào)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(lì)的幅逡逑度、相位緊密相關(guān)［１３］。后來(lái)由于分辨率的要求，而短波雷達(dá)一時(shí)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(kāi)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(duì)孔徑激勵(lì)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，從而實(shí)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(shí)間，又可以有效地改善掃描靈活性。同時(shí)，相控陣?yán)走_(dá)針對(duì)天線旁逡逑瓣對(duì)消可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，利用不同頻率掃描得到的近遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可計(jì)算出精確的二維方逡逑向圖。圖１．２為愛(ài)國(guó)者多功能相控陣?yán)走_(dá)，其天線包含大約五千個(gè)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(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)各虛擬陣元位置時(shí)，采用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)方式，將原來(lái)逡逑尺寸較小的真實(shí)天線孔徑憑借目標(biāo)與雷達(dá)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性融合成較大的等效虛擬孔逡逑徑，這種通過(guò)運(yùn)動(dòng)小天線構(gòu)造等效虛擬長(zhǎng)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(shí)測(cè)結(jié)果）。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)真實(shí)天線到達(dá)每個(gè)虛擬位置時(shí)，都會(huì)接收到相應(yīng)的回波逡逑信號(hào)，而這些回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)間會(huì)存在特定相位差，將相位差與接收信號(hào)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(hào)，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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN957.51

【參考文獻(xiàn)】

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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(bào);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(bào);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(bào);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(bào);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(hào)Capon譜估計(jì)方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2013年05期

10 趙小見(jiàn);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(shí)研究[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

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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

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本文編號(hào)：2596844