[发明专利]一种扫描雷达前视成像方位超分辨方法

说明书

本发明提供了一种扫描雷达前视成像方位超分辨方法，属于雷达成像领域。本发明针对雷达前视成像方位分辨率较低的问题，通过贝叶斯解卷积方法，来提高雷达前视成像的方位向分辨率。在本发明中，首先令噪声服从复高斯分布，目标服从拉普拉斯分布；然后在贝叶斯框架下，基于最大后验估计将超分辨问题转化为凸优化问题；最后通过LBWK(linearized Bregman with kicking)算法来求解凸优化问题，实现方位向超分辨成像。本发明的创新在于引入了目标和噪声的先验分布，并且在求解过程中避免了矩阵求逆操作，有效地抑制了噪声放大，且降低了由于求逆操作带来的时间损耗，因此具有更好的超分辨性能。

技术领域

本发明属于雷达成像领域，特别涉及一种扫描雷达前视成像方位超分辨方 法。

背景技术

实现雷达前视区域高分辨成像在飞行器自主着陆、武器精确制导、灾害搜 救等应用中具有重要的意义。虽然现有的雷达体制如合成孔径雷达(SAR)、多 普勒波束锐化(DBS)等能实现方位和距离高分辨成像，但不能用于前视区域。 采用实孔径扫描雷达能够实现前视区域成像，但由于天线孔径的限制，其方位 向分辨率较低，无法满足高分辨成像的需求。尽管扫描雷达方位向分辨率可以 通过增大天线孔径来提高，但在实际应用中受到硬件条件限制难以实现。因此， 采用信号处理的方式提高扫描雷达前视成像方位向分辨率具有重要意义。

现有技术中，利用单脉冲技术的方法，能够对单目标实现方位向高分辨， 但是该方法不能区分在同一波瓣内的多目标；另外，可采用维纳滤波的方法改 善方位向分辨率，但该方法只有平滑效应，对分辨率提升有限；而采用截断奇 异值分解(TSVD)的方法，通过截断较小奇异值来抑制噪声放大，但由于截断后 信息丢失，导致分辨率提升有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷，提出了一种扫描雷达前视成像 方位超分辨方法，首先假设噪声服从复高斯分布，目标服从拉普拉斯分布。然 后在贝叶斯框架下，基于最大后验估计将超分辨问题转化为凸优化问题。最后， 采用linearized Bregmanwith kicking(LBWK)算法来求解凸优化问题，实现扫 描雷达前视成像方位超分辨。

一种扫描雷达前视成像方位超分辨方法，包括以下步骤：

S1、雷达发射线性调频信号，接收回波信号，并对所述回波信号进行脉冲 压缩和距离走动校正处理；

S2、将脉冲压缩和距离走动校正后的回波信号转换到距离-角度域，并转 换为卷积形式；

S3、将超分辨问题转换为凸优化问题；

S4、根据Bregman迭代方法，得到所述凸优化问题的迭代公式；

S5、根据所述凸优化问题的迭代公式，对变量p进行求解，得到变量p的 迭代公式；

S6、初始化变量x^k，令迭代次数k＝0，设置迭代终值，根据所述变量p和 凸优化问题的迭代公式，得到变量x的迭代公式；

S7、根据所述变量x的迭代公式计算目标变量x，令k＝k+1；

S8、当k≥K-1时，迭代终止，输出超分辨结果。

进一步地，所述步骤S1包括：

机载平台的运动速度为v，高度为H，天线扫描速度为ω；初始前视角为 θ₀，方位角为俯仰角为α，雷达与目标间距离为R₀；经过时间t后，距离 历史为

雷达发射线性调频信号，经过下变频，接收到的回波信号为