[发明专利]一种机载雷达斜前视超分辨成像方法

说明书

本发明公开了一种机载雷达斜前视超分辨成像方法，应用于雷达成像领域，为解决传统斜前视多普勒锐化方法分辨率低的问题，本发明通过建立斜前视矢量卷类积精确回波模型，突破斜前视角分辨率提升机理性瓶颈；然后对雷达回波进行频域非线性投影去空变处理，去除大幅宽成像模式下的距离‑多普勒强耦合关系；最后，通过类卷积归并反演方法，实现大斜前视区域目标散射系数的高效率超分辨重建。与传统DBS方法相比，本发明不仅分辨率更高，而且可以显著降低大幅宽成像模式下的计算复杂度，适用于工程实现。

技术领域

本发明属于雷达成像领域，特别涉及一种适用于机载雷达斜前视大幅宽高分辨率成像技术。

背景技术

机载雷达斜前视，是指获取雷达平台斜前视区域的目标分布信息。研究运动平台雷达的斜前视高分辨成像方法，有利于机载平台雷达系统对斜前方地形的探测和识别，增强机载平台的侦查、定位和跟踪能力；对于运动雷达平台实现自主着陆、地形回避、物资空投、甚至精确制导等领域具有重要意义。

目前，在机载雷达斜前视对地成像中主要采用多普勒波束锐化(Doppler BeamSharpening)方法，该方法虽然具有成像视角宽，实时性好的特点，但是在慢速运动或快速搜索探测模式下，波束锐化能力急剧下降，无法满足实际成像分辨率要求。

为了进一步提高机载雷达斜前视成像分辨率，文献“Qi,L.,Zheng,M.,Yu,W.,Li,N.and Hou,L.,2016.Super-resolution Doppler beam sharpening imaging based onan iterative adaptive approach.Remote Sensing Letters,7(3),pp.259-268.”提出了一种基于迭代加权最小二乘估计的DBS超分辨成像方法，该方法能够提高DBS成像分辨率，但该方法需要矩阵乘法和矩阵求逆等运算，计算复杂度高，不适合工程实现；文献“Chen H,Li M,Wang Z,et al.Cross-Range Resolution Enhancement for DBS Imaging in aScan Mode Using Aperture-Extrapolated Sparse Representation[J].IEEEGeoscience and Remote Sensing Letters,2017:1-5.”，提出了一种外推孔径稀疏表示(AESR)的DBS超分辨方法，利用方位向回波的相干性和多普勒域DBS图像的稀疏性，提高了传统DBS方法的角分辨率，但该方法需要人工调整正则化参数，无法满足实际工程应用中的自适应信号处理需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种机载雷达斜前视超分辨成像方法，通过建立大斜前视矢量卷类积精确回波模型，突破大斜前视角分辨率提升机理性瓶颈。

本发明采用的技术方案为：一种机载雷达斜前视超分辨成像方法，包括：

S1、对机载雷达斜前视回波进行精准表征，具体为：距离向点数为M，方位向点数为N的回波矩阵表示为Y＝(y₁,y₂,…,y_M)，y_m为第m个距离单元的方位回波，m＝1,2,3,…,M，

令第m个距离单元的离散回波矩阵为目标散射系数向量为加性高斯噪声为则y_m可以表示为

y_m＝Aσ+e

其中，A为类卷积矩阵，具体表示为：A＝H⊙D；

S2、对回波矩阵Y进行统一归并超分辨处理。

y_m通过以下过程得到：