[发明专利]扫描雷达超分辨成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及雷达的成像，具体涉及一种扫描雷达方位向超分辨方法。

背景技术

雷达成像技术凭借其强穿透性、全天候、大动态范围和高成像质量的优点，已成为当今探测领域不可取代的技术手段，在诸多领域都发挥着越来越重要的作用。扫描雷达成像是雷达静止平台和运动平台前视的重要成像方，扫描雷达成像中，距离向可以通过对线性调频信号进行匹配滤波获得很高的分辨率，然而方位向的分辨率却受到实孔径长度的限制。

针对扫描雷达成像，特别是其中如何提高方位分辨率的问题，文献“A new Sector Imaging Radar for Enhanced Vision–SIREV，SPIE Conference on Enhanced and Synthetic Vision,1999,pp.39-47,Florida”，采用阵列天线形成孔径，实现天线实孔径的增大，但由于平台的尺寸限制了天线孔径的拓展，致使方位分辨率提高受限；文献“Iterative Noncoherent Angular Superresolution，IEEE National Radar Conference，pp.100–105.1988”，与“Radar angular superresolution algorithm based on Bayesian approach，IEEE Int.Conf.on Signal Processing,Dallas,TX,USA,March,2010,pp.1894-1897”中，方位向回波被建模成天线方向图和场景目标的卷积，并采用解卷积方法来提高方位向分辨率，但是这类方法在低信噪比时鲁棒性不高，容易出现虚假目标；文献“Superresolution for Scanning Antenna，Radar Conference,1997,IEEE National，pp:306-308”提出了一种SMUSIC算法，这种方法利用扫描回波的二阶统计特性对目标进行超分辨，但是这种方法需要大量样本数，不适合扫描雷达实时成像。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，研究设计一种扫描雷达超分辨成像方法。

本发明的解决方案为：一种扫描雷达超分辨成像方法，具体包括如下步骤：

A．距离向脉冲压缩：对扫描得到的回波数据进行距离向傅里叶变换，根据系统参数构造频域匹配函数进行距离向脉冲压缩，并进行距离向IFFT，获得距离压缩时域方位时域数据；

B．构造卷积矩阵并进行初始化：假设每个方位向采样点上都有目标存在，并且令θ=(θ₁,θ₂,…,θ_K)为此距离门上K个目标的位置参数，根据扫描雷达成像的物理过程，利用天线方向图构造卷积矩阵：

A(θ)=[a(θ₁),a(θ₂),…,a(θ_K)]

其中，a(θ_k)为指向角度θ_k的天线方向图向量；

对步骤A获得的距离压缩时域方位时域数据，取出第一个距离门上的方位向数据y；假设此距离门上待估计的各目标幅度参数为s_k,k=1,…,K，对感兴趣方位θ_k的目标，令迭代次数i=1，将其匹配滤波输出作为迭代初始值，即