[发明专利]扫描雷达超分辨成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及扫描雷达（Scanning Radar）成像方法。

背景技术

扫描雷达是一种利用天线对成像区域进行扫描，通过对回波数据进行信号处理，实现区域成像的一种传感器系统。扫描雷达通过发射大带宽信号形成距离向高分辨，但是受天线波束宽度限制，方位分辨率不高，不能得到较好的成像结果。提高扫描雷达方位分辨率的传统方法是增加天线物理孔径，但是受到天线重量、尺寸和其他一些物理因素的限制，这种方法很难实现方位向高分辨率成像处理。提高扫描雷达方位分辨率的另外一种途径，是将扫描雷达方位向信号建模为天线方向图与目标散射系数的卷积，因此在不改变天线物理孔径的条件下，通过解卷积的信号处理方法可以重建目标信息，从而实现扫描雷达高方位分辨率成像处理。

然而由于噪声和天线方向图零点的存在，导致解卷积是个固有的病态问题。这时需要采用不适定性问题正则化方法克服反卷积过程中的病态性。在文献“丁义元，杨建宇，改进实孔径雷达角分辨力的广义逆滤波方法，电子学报,Vol.21,No.9,pp.15-19,1993”中提出在时域使用广义逆滤波方法解卷积，但此方法由于在时域中求解，涉及到矩阵求逆运算，计算量大，很难做到实时处理。在文献“S.Senmoto,D.G.Childers,Signal resolution via digital inverse filtering,Aerospace and Electronic Systems,IEEE Transactions on,Vol.8,No.5,pp.633-640,1972”中提出使用频域逆滤波方法提高方位分辨率，但此方法由于求解过程中噪声引起的固有病态性，仅适用于信噪比较高的情况。在文献“D.L.Zhou,Y.L.Huang,J.Y.Yang,Radar angular superresolution algorithm based on Bayesian approach,Proc.ICSP，pp.1894-1897,2010”中提出一种基于最大似然准则的迭代反卷积方法，可以在低信噪比条件下获得较好的成像结果，但是算法涉及到迭代运算，实际中将面临迭代次数的选择问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的方法在低信噪比条件下扫描雷达成像处理时存在的上述缺陷，提出了一种扫描雷达超分辨成像方法。

本发明的技术方案为：一种扫描雷达超分辨成像方法，具体包括如下步骤：

步骤一：回波获取，

雷达天线对成像区域进行扫描，按一定脉冲重复频率发射毫米波或者亚毫米波波段线性调频信号并接收回波，所述回波的具体表达式为：