基于压缩感知的超宽带侦察信号处理研究

摘要

宽带数字侦察系统在雷达对抗中担负着重要的角色，具有大瞬时带宽和多信号处理的能力，为提高其瞬时带宽需要采用高速数据采集技术，而AD芯片固有的模拟带宽限制了高速数据采集技术的发展。针对以上问题，本文提出了一种基于压缩感知理论的超宽带侦察信号处理技术，在进行数据采集的过程中打破了奈奎斯特采样定理的限制，降低了AD转换的采样率，能够在短时间内完成对全频段范围内雷达辐射源信号的获取和参数测量。
　　论文根据雷达信号在时、空、频域具有稀疏性的特点，将压缩感知理论应用于宽带侦察信号处理中，提出了基于压缩感知的宽带数字侦察信号处理方案，采用AIC(Analog-to-Information Conversion)采样结构完成了对侦察接收信号的压缩感知数据采集，对于简单雷达信号压缩倍数可达32，其中利用Gold码可使用的伪随机序列数量较多的特点，选取其作为伪随机序列对模拟信号进行调制；提出了将参数估计算法运用于AIC结构后端的信号处理方法，直接利用观测数据进行原始信号参数估计，避免了信号重构过程，在很大程度上提升了信号参数的获取速度，能够完成的频率检测范围为：10MHz~16GHz，基本覆盖了雷达的工作频带范围；在此基础上，结合能量阈值和频率的一致性估计，研究了一种雷达脉冲信号检测方法，并且通过引入基于离散椭球序列的消零算法，消除了干扰频带的影响，实现了对交叠脉冲的检测和参数提取；最后分析了不同因素对文中所提方法进行信号参数提取的影响，主要的影响因素包括观测矩阵、信号密度及信号动态范围、信噪比和压缩倍数等，从而得到了基于压缩感知的超宽带信号处理方法的普遍适用范围。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要内容及章节安排

第二章 压缩感知理论在侦察信号处理中的应用

2.1传统侦察系统信号处理过程

2.2 CS基本理论

2.3 CS理论在侦察系统信号处理中的应用

2.4本章小结

第三章 CS宽带数字侦察接收系统信号采集

3.1 CS数据采集技术

3.2 CS数据采集仿真实现

3.3本章小结

第四章 基于CS的雷达脉冲检测及信号参数提取

4.1信号参数估计方法

4.2雷达脉冲信号检测

4.3本章小结

第五章 基于CS的雷达脉冲信号参数提取性能分析

5.1观测矩阵的影响

5.2 信号密度及信号动态范围的影响

5.3信噪比的影响

5.4 CS压缩倍数的影响

5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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