正交压缩采样雷达

　　正交压缩采样雷达是基于正交压缩采样理论发展起来的欠采样雷达，可采用低速模数转换器实现雷达回波信号的欠采样，并在欠采样域进行雷达目标估计。《正交压缩采样雷达》系统地介绍了雷达回波的正交压缩采样及其处理方法与技术，内容包括：雷达信号采样与处理，压缩采样基础，正交压缩采样理论，网格上目标的脉冲多普勒处理方法以及非网格上目标信息估计技术等。《正交压缩采样雷达》是作者近年来部分研究成果的总结和提炼，在内容选取上侧重于正交压缩采样雷达的信号采集，目标信息估计原理、方法和技术，性能分析，并辅以性能仿真。

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目录
前言
中英文名词对照表
第1章 雷达信号采样与处理 1
1.1 雷达回波模型 1
1.1.1 一般回波模型 1
1.1.2 窄带回波模型与多普勒频率 6
1.2 回波信号的采样 8
1.3 停跳假设与雷达回波的慢时采样 11
1.4 雷达回波的快时采样 13
1.4.1 基带信号采样 13
1.4.2 正交采样 14
1.4.3 复信号采样 16
1.5 雷达回波离散化模型 17
1.6 雷达目标信息估计 18
1.6.1 匹配滤波处理 19
1.6.2 网格上目标的估计 21
1.6.3 非网格上目标的估计 24
1.6.4 目标检测 25
1.7 雷达目标处理能力和性能 29
1.7.1 模糊目标 30
1.7.2 雷达分辨率 31
1.7.3 信号处理增益 34
1.8 本章小结 36
第2章 压缩采样概述 37
2.1 压缩采样一般原理 38
2.1.1 稀疏信号和可压缩信号 38
2.1.2 压缩采样流程 40
2.2 测量矩阵构造 42
2.2.1 可重构条件 42
2.2.2 感知矩阵构造 45
2.3 重构算法和性能 47
2.3.1 优化算法 47
2.3.2 贪婪算法 49
2.3.3 算法性能 51
2.4 噪声折叠效应 54
2.5 模信转换 56
2.5.1 模拟信号的稀疏表示 57
2.5.2 随机采样 59
2.5.3 随机解调 61
2.5.4 埃克斯采样 62
2.6 基底失配问题 65
2.7 本章小结 65
第3章 正交压缩采样 66
3.1 雷达回波的稀疏表示 66
3.2 正交压缩采样系统结构 68
3.2.1 低速采样模块 69
3.2.2 正交解调模块 72
3.2.3 信号重构模块 72
3.3 正交压缩采样重构性分析 73
3.3.1 感知矩阵的时域分解 74
3.3.2 感知矩阵RIP分析 75
3.4 正交压缩采样输出信噪比和重构信噪比 79
3.5 正交压缩采样系统性能仿真 84
3.5.1 无噪环境情形 84
3.5.2 有噪环境情形 88
3.5.3 实际雷达场景情形 92
3.6 本章小结 95
第4章 脉冲多普勒处理 96
4.1 雷达回波正交压缩采样数据模型 96
4.1.1 回波信号采样 96
4.1.2 数据结构 99
4.2 压缩匹配滤波器 100
4.3 压缩域时延和多普勒的同时估计 102
4.4 压缩域时延和多普勒的序贯估计 103
4.4.1 时延稀疏重构-多普勒匹配滤波处理 104
4.4.2 多普勒匹配滤波-时延稀疏重构处理 104
4.4.3 性能比较分析 107
4.5 压缩采样脉冲多普勒处理 109
4.5.1 基本原理 109
4.5.2 压缩域多普勒检测 110
4.5.3 信号处理增益 114
4.5.4 目标分辨率 116
4.6 压缩采样脉冲多普勒处理性能仿真 117
4.6.1 计算流程 117
4.6.2 检测性能仿真 118
4.6.3 目标估计性能仿真 120
4.7 本章小结 124
第5章 非网格上目标时延-多普勒参数估计 125
5.1 非网格上目标回波参数化表示与压缩采样 125
5.2 时延-多普勒参数估计克拉默-拉奥下界 128
5.3 目标参数同时估计技术 131
5.4 目标时延-多普勒序贯估计方法 133
5.4.1 基于时延的目标分组信号模型 133
5.4.2 基于波束域子空间波达方向估计技术的时延估计 134
5.4.3 基于线谱估计技术的多普勒频率估计 139
5.4.4 算法实现和计算复杂度分析 139
5.5 目标多普勒-时延序贯估计方法 141
5.5.1 基于多普勒频率的目标分组信号模型 141
5.5.2 基于子空间波达方向估计技术的多普勒频率估计 142
5.5.3 降维小二乘时延估计方法 143
5.5.4 算法实现和计算复杂度分析 145
5.6 目标参数序贯估计方法性能仿真 146
5.7 本章小结 149
参考文献 150
附录A 脉冲压缩波形 156
A.1 线性调频脉冲压缩波形 156
A.2 相位编码脉冲压缩波形 157
附录B 雷达仿真参数 159