研究目的
研究压缩感知(CS)在汽车调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)系统中稀疏场景重建的适用性,重点关注低频信息恢复以提升图像重建质量。
研究成果
所提出的缩放压缩感知算法在汽车调频连续波合成孔径雷达的稀疏场景恢复中展现出更优性能,尤其在低频信息恢复方面表现突出。该方法利用汽车低速行驶特性来增强欠采样数据的重建效果,为降低数据需求的高分辨率合成孔径雷达成像提供了创新解决方案。
研究不足
该研究的局限性在于假设方位匹配滤波器带宽内的信号是稀疏且可压缩的,而在存在大量散射体的所有实际场景中这一假设可能并不成立。此外,FMCW SAR和CS的计算时间也被视为一个挑战。
1:实验设计与方法选择:
本研究将压缩感知(CS)应用于汽车调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)原始数据的随机子采样,利用汽车低速行驶时方位向匹配滤波器窄带宽特性,提出基于基追踪去噪(BPDN)的新型重建方案——比例压缩感知(scaled CS),用于低频信息恢复。
2:样本选择与数据来源:
开发了一套Ku波段FMCW SAR系统并安装在汽车上,在高速公路以条带模式采集原始数据。
3:实验设备与材料清单:
系统包含直接数字频率合成器(DDS)、上变频器(BUC)、低噪声放大器(LNA)和USRP N210设备,配备收发波纹喇叭天线。
4:实验流程与操作步骤:
汽车以恒定速度行驶采集FMCW SAR原始数据,随后采用提出的比例压缩感知算法处理以实现稀疏场景重建。
5:数据分析方法:
通过处理高分辨率真实SAR图像并对比传统CS方法结果,验证所提算法性能。
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获取完整内容-
DDS
AD9914
Analog Devices
Accurately generates an LFM chirp signal with high linearity for the FMCW radar system.
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BUC
Mixes the linear DDS signal with a 13.05-GHz low-phase noise signal in the Ku-band.
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LNA
Amplifies the received signal reflected off targets with low noise.
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USRP N210
N210
Ettus Research
Extracts digital quadrature demodulation data from the filtered signal for SAR image processing.
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Corrugated Horn Antenna
Used for transmitting and receiving radar signals, offering wider bandwidth, lower sidelobe, and lower cross-polarization.
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