基于块稀疏矩阵恢复的MIMO雷达扩展目标高分辨成像算法

来源：系统工程与电子技术杂志2021年第3期北京时间：

作者：蒲涛, 童宁宁, 冯为可, 房亮, 高晓阳

单位：1. 空军工程大学防空反导学院, 陕西 西安 710051；2. 中国航空工业集团有限公司济南特种结构研究所, 山东 济南 250031；3. 中国人民解放军93046部队, 山东 青岛 266111

摘要：针对现有多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达稀疏恢复成像算法中存在的运算量大、对扩展目标成像质量低的问题，提出一种基于块稀疏矩阵恢复的MIMO雷达扩展目标高分辨成像算法, 通过引入目标块稀疏特征, 提高对空间扩展目标的成像质量。首先, 通过构造距离向和方位向感知矩阵, 建立目标散射系数估计的块稀疏矩阵恢复模型。然后, 采用分块二维序列一阶负指数(sequential order one negative exponential, SOONE)函数对目标块稀疏特征进行提取。最后, 利用梯度投影算法对块稀疏矩阵范数优化问题进行求解, 在欠采样条件下得到目标高质量图像。相比于传统成像算法, 所提算法可以在实现对扩展目标高分辨成像的同时, 降低数据采样量, 且具有较高的准确性、鲁棒性和较低的运算量。仿真实验验证了所提成像算法的有效性。

关键词：多输入多输出雷达,高分辨成像,稀疏矩阵恢复,块稀疏

基金资助：国家自然科学基金(61901511);国家自然科学基金(61701526);陕西省自然科学基金(2019JM-322);航空科学基金(ASFC-201918096001)