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MIMO雷达作为一种新体制雷达,在目标检测、参数估计等方面都比传统雷达更有优势,但是随着MIMO雷达带宽的提高,利用奈奎斯特采样定理对雷达信号进行采样将面临着巨大的挑战。在实际应用中,雷达目标往往只占据少数几个分辨单元,即MIMO雷达的目标回波信号是稀疏的。因此,可以利用压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论以远低于奈奎斯特速率对信号进行采样,通过获取少量的观测信号得到原始信号的有效信息。模拟信息转换器(Analog-to-information Convertor,AIC)是一种针对稀疏信号,通过获取少量观测信号得到信号全部信息的装置,本文提出了单采样回波雷达信号采样方法,该方法可以实现频域稀疏信号的压缩采样,并搭建完整的雷达信号处理系统,实现雷达信号的实时处理。本文主要工作如下:1)提出了一种新的压缩采样实现方法,单采样回波雷达信号采样方法针对频域稀疏的高重频雷达信号,本文认为连续多个脉冲重复周期(Pulse Repetition Interval,PRI)中的雷达回波信号近似相同,通过时分采样的方式实现对雷达信号的压缩采样。本文使用数学模型对单采样回波雷达信号采样方法进行分析,利用该方案的Simulink仿真模型,获得压缩采样后的观测信号,然后对观测信号进行目标的检测,将检测结果与实际目标位置对比,证明了该采样方法能保留原始信号的有效信息,验证了本方案的可行性。2)实现了基于单采样回波雷达信号采样方法的压缩采样,本文采用AWR1642BOOST雷达板,利用雷达板中连续多个PRI周期可单独设置这一特点,对连续多个PRI中的ADC起始采样时间进行设置,实现了时分方式的单采样回波雷达信号采样方法,并对实测数据进行分析,说明了实现方案可行。3)搭建了单采样回波雷达信号处理系统,将单采样回波雷达信号采样方法应用到实际系统中,设计并实现基于压缩量测的目标检测。本文搭建系统主要分为两个部分:一是雷达信号采集端,利用AWR1642BOOST雷达板实现单采样回波雷达信号采样,获得压缩量测信号;二是信号处理端,设计并编写毫米波雷达信号处理软件,对获得的压缩量测信号进行处理,检测出信号中的目标位置,并通过显示界面将目标信息展示出来。本文提出的单采样回波雷达信号采样方法,利用高重频雷达信号在连续多个PRI中目标位置变化缓慢的特点,使用低速时钟信号控制伪随机序列对频域稀疏模拟信号进行随机积分,从而实现压缩采样,这个过程中不用传统AIC电路中的高速混频电路和高速时钟信号,这种压缩采样方式具有压缩率大、无失真等特点。本系统经过理论分析和实际系统验证后,可利用单采样回波雷达信号处理系统实时处理高带宽雷达信号,且测量误差能控制在一个分辨单元内。