基于压缩感知的多目标认知成像方法

在这篇研究论文中，作者孙凤莲、张群、罗迎和张岚主要探讨了基于压缩感知的多目标认知成像方法，并特别关注相控阵雷达在多目标成像环境下的资源分配问题。以下为详细介绍的知识点： 1. 压缩感知理论：压缩感知是一种通过少量的非适应性采样数据重构信号的技术，它基于信号的稀疏性。该理论指出，在稀疏信号中，信号的大部分能量集中在少数几个系数中，而其余系数接近于零或可忽略不计。压缩感知将这些稀疏信号进行降维观测，并通过数学优化算法实现信号的重构。该理论在图像处理、雷达成像等领域有广泛应用。 2. 相控阵雷达（PAR）：相控阵雷达是一种电子扫描阵列雷达，其利用相位控制器来改变雷达波束的方向，而不需物理转动天线。与传统机械扫描雷达相比，PAR可以实现更快的波束切换，具有更灵活的波束指向能力，能在极短时间内进行多目标跟踪和快速反应。 3. 逆合成孔径雷达（ISAR）成像：ISAR技术可以生成非合作目标（如飞机、舰船等）的高分辨率图像。它利用目标的旋转运动及其散射特性，通过雷达信号的处理获得目标的二维或三维图像。 4. 雷达资源分配：在有限的雷达资源条件下，为实现对多个ISAR目标的实时高分辨成像，需要优化雷达资源的分配。这包括考虑目标横向稀疏度和成像积累时间，构建动态分配函数，以合理利用雷达波束、发射脉冲数和观测时间，从而提高雷达工作的效率和成像质量。 5. 认知雷达构想：认知雷达概念强调雷达系统能够利用外部环境信息、目标信息以及通过其他手段获得的先验知识来优化其功能。此构想中的雷达能够自适应地调整其工作模式，实现对多目标的高效搜索、跟踪和成像。 6. 雷达信号处理：在雷达系统中，信号处理是实现高分辨成像的关键。作者提到了线性调频信号（LFM）的发射及其在ISAR成像中的应用。LFM信号具备大带宽和大时宽特性，有利于改善雷达的距离分辨率和径向速度分辨率。 7. 高分辨率成像：高分辨率成像是雷达技术的重要应用之一，涉及到信号处理中的距离高分辨和方位高分辨技术。通过构建降维观测矩阵和评估成像质量函数，可以在保证图像质量的同时减少雷达资源的消耗。 8. 仿真结果：研究论文通过仿真结果验证了所提出的基于压缩感知的相控阵雷达多目标稀疏孔径认知高分辨成像方法的有效性。仿真显示，该方法能够减少雷达成像所需的发射脉冲数和观测时间，同时获得高质量的目标ISAR图像。 9. 研究基金与项目：文章最后提及了本研究得到国家自然科学基金和国家973计划的资助，这显示了该研究方向得到国家层面的重视和支持。 通过上述知识点的详细介绍，可以看出该论文提出的方法和研究内容在雷达信号处理、多目标成像以及资源优化分配等领域的创新性和应用价值。