基于稀疏约束的线性调频信号参数估计方法

摘要

本发明公开一种基于稀疏约束的线性调频信号参数估计方法，主要解决现有方法分辨率低以及计算量大的问题。其技术方案是：1.利用目标的稀疏性，根据Radon-Ambiguity变换法，得到投影谱线；2.对测角范围进行角度划分，设计二维投影的稀疏基；3.利用投影谱线与稀疏基构建关系式；4.求解关系式，获得高分辨率角度谱；5.通过阈值比较法对角度谱进行峰值检测，得到信号对应的角度值；6.根据角度值计算得到调频率值。本发明具有计算量小，分辨率高的优点，可用于通信和信息处理系统。

主权项

一种基于稀疏约束的线性调频信号参数估计方法，包括如下步骤：(1)雷达发射线性调频信号s(t)，得到回波信号x(t)，并对该回波信号x(t)进行离散采样，得到离散信号x(n),0≤n≤M‑1，M为采样点数；(2)根据离散信号x(n)，得到模糊函数；$\mathrm{AF}(\tau ,f_d)=\underset{n=0}{\overset{M-1}{\Sigma }}x(n+\frac{\tau }{2})x^{*}(n-\frac{\tau }{2})e^{j2\pi \left({\mathrm{nt}}_s\right)f_d},$其中τ表示时间，f_d表示频偏，t_s为采样间隔，M为采样个数，x^*表示x的共轭；(3)对模糊函数AF(τ,f_d)进行Radon变换，得到投影谱线R(α)；(4)按照下式将角度范围θ_max～θ_min等间隔划分为P个角度，第i个角度为：${\theta }_i={\theta }_{\min }+\frac{i-1}{P-1}({\theta }_{\max }-{\theta }_{\min }),$其中，i＝1,2,…,P，θ_min为测角范围的最小值，θ_max为测角范围的最大值；(5)根据(4)中划分所得的角度，利用公式k＝tanθ，得到第i个角度θ_i所对应的调频斜率k_i；(6)在无噪声情况下，由调频斜率k₁,k₂,…,k_i,,k_P，计算得到投影谱线R₁(α),R₂(α),…,R_i(α),…R_P(α)，并构造稀疏矩阵(7)利用稀疏矩阵和中投影谱线R(α)，构建如下关系式：其中，min{·}表示求最小的运算符号，λ为正则化参数，||·||₁表示向量的1范数，||·||₂表示向量的2范数，β表示稀疏的角度谱向量；(8)使用MATLAB的SeDuMi工具包中sedumi函数求解(7)中关系式，获得稀疏的角度谱向量β；(9)采用阈值比较法，对角度谱向量β进行峰值检测，获得角度谱向量峰值元素索引值l，由该峰值元素索引值l确定出角度值θ：$\theta ={\theta }_{\min }+\frac{l-1}{P-1}({\theta }_{\max }-{\theta }_{\min });$(10)根据角度θ，得到调频率k＝tanθ。