一种提高压缩感知雷达目标成像性能的测量矩阵设计方法

摘要

本发明属于压缩感知雷达目标成像技术领域，特别涉及一种提高压缩感知雷达目标成像性能的测量矩阵设计方法。该提高压缩感知雷达目标成像性能的测量矩阵设计方法包括以下步骤：利用压缩感知雷达的接收天线接收目标回波信号；压缩感知雷达的接收天线接收的目标回波信号表示为Y，得出与目标回波信号Y对应的变换基Ψ；对目标回波信号Y用M×N维的测量矩阵Φ进行投影测量，得到散射回波向量y：得出感知矩阵A^CS每两列之间的互相关系数、以及散射回波向量y与目标散射系数信息矢量x的互信息，建立关于测量矩阵Φ的最优化模型：求解关于测量矩阵Φ的最优化模型，得出测量矩阵Φ。

主权项

一种提高压缩感知雷达目标成像性能的测量矩阵设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用压缩感知雷达的发射天线向目标发射信号，利用压缩感知雷达的接收天线接收目标回波信号；压缩感知雷达的发射天线为由M_t个阵元组成的均匀线阵，压缩感知雷达的接收天线为由M_r个阵元组成的均匀线阵；在雷达观测场景的距离向上的距离单元的个数为N_r，在雷达观测场景的方位向上共有N_a个角度单元；步骤2，压缩感知雷达的接收天线接收的目标回波信号表示为Y，得出与目标回波信号Y对应的变换基Ψ；步骤3，对目标回波信号Y用M×N维的测量矩阵Φ进行投影测量，得到散射回波向量y：y＝ΦΨx+n＝A^CSx+n其中，N＝M_t×(L+N_r‑1)，M为小于N的自然数，L为压缩感知雷达的发射天线中每个阵元的发射波形的长度，A^CS＝ΦΨ，A^CS表示感知矩阵，测量矩阵Φ为M×N维的矩阵，n为高斯白噪声矢量，x为目标散射系数信息矢量；vec(·)表示列矢量化，vec(Y)表示将目标回波信号Y中各列元素按照列顺序依次顺叠形成的列向量，为M_r×(L+N_r‑1)维的列向量；步骤4，得出感知矩阵A^CS第k列与第k'列之间的互相关系数μ_kk'的表达式，k取1至N_rN_a，k'取1至N_rN_a，且k≠k'；得出散射回波向量y与目标散射系数信息矢量x的互信息I(y；x/A^cs)的表达式；建立如下关于测量矩阵Φ的最优化模型：$\underset{\Phi }{\min }(\underset{k\ne k^{\prime }}{\Sigma }{\mu }_{{\mathrm{kk}}^{\prime }}^2+\lambda \frac{1}{I(y;x/A^{\mathrm{CS}})})$其中，λ为设定的大于0的权重系数；求解上述关于测量矩阵Φ的最优化模型，得出测量矩阵Φ。