[發明專利]一種實波束雷達迭代最小均方誤差角超分辨方法

在審

• 申請號: 201410415712.X
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104166129A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 張寅;黃鈺林;鄧敏;王園園;武俊杰;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及實波束掃描雷達角超分辨。

背景技術

實波束雷達由于不受平臺運動模式的限制能夠廣泛用于目標追蹤、地形回避和海上救援等軍用和和民用領域。

實波束雷達波束在方位上均勻地掃描被探測區域，并獲取目標在空間方位上的反射信息。作為一種常用的雷達工作體制，實波束雷達不受平臺運動模式制約，在民用和軍用領域都有著廣闊的應用前景。然而實波束雷達的角分辨率主要由雷達孔徑決定，孔徑越大，分辨率越高。而實際應用中，受平臺尺寸和制作工藝限制，實波束雷達的孔徑是有限的。因此，實波束雷達的角分辨率往往不能滿足各類應用的需求。

提高雷達的角分辨率能夠改善目標探測和追蹤精度，提高地形識別的能力和海上救援能力，對實現精確制導、飛行器行進軌跡中的復雜地形規避等具有重要的意義。

對于規則運動的平臺，可以采用合成孔徑的技術來形成虛擬的大孔徑，從而獲得高的角分辨率。文獻：Oliver?C?J.Synthetic‐aperture?radar?imaging[J].Journal?of?Physics?D:Applied?Physics,1989,22(7):871.，利用規則運動平臺與側視成像區域內目標的相對運動所產生的二階多普勒相位，使用匹配濾波技術實現方位向角高分辨，然而對于平臺運動前視或后視區域，以及靜止或不規則運動平臺，該方法不適用。

單脈沖技術是另一種適用于運動平臺模式的方位向角超分辨方法，該技術基于和差波束測角原理，可以應用于平臺前視和后視區域。文獻：《機載雷達單脈沖前視成像算法》(《中國圖象圖形學》2010，15(3)：P462‐469)采用單脈沖測角技術進行方位向角超分辨成像。然而該技術只適用于孤立強點目標，對于存在多個散射中心，特別是多個散射中心分布于單個實波束內的情況，單脈沖處理會導致嚴重的角閃爍現象出現。

反卷積方法是第三種適用于運動平臺模式的方位向角超分辨方法，該技術利用成像區域內噪聲與目標的統計特性構建目標函數，通過求解并構造迭代公式，實現對原始目標的高角分辨復原。文獻：Daolin?Z,Yulin?H,Jianyu?Y.Radar?angular?superresolution?algorithm?based?on?Bayesian?approach[C]//Signal?Processing(ICSP),2010?IEEE?10th?International?Conference?on.IEEE,2010:1894‐1897.采用反卷積方法進行方位向角超分辨處理，但是該方法對噪聲敏感，只適用于高信噪比環境，當回波信號信噪比較低時，方位向角超分辨性能顯著下降。

對于靜止平臺，逆合成孔徑技術是實現方位角超分辨的一種有效方法。文獻：Prickett?M?J,Chen?C?C.Principles?of?inverse?synthetic?aperture?radar/ISAR/imaging[C]//EASCON'80；Electronics?and?Aerospace?Systems?Conference.1980,1:340‐345.，利用了靜止平臺與運動目標之間切向運動所產生多普勒相位實現方位角高分辨，然而該方法不適用于靜止目標高分辨探測。

發明內容

本發明的針對上述問題，提出了一種實波束雷達迭代最小均方誤差角超分辨方法，解決了實波束雷達方位向角分辨率低的技術難題，而且通過迭代處理，在低信噪比環境下仍然能夠實現對噪聲有效抑制，防止虛假目標的出現。

本發明提供的一種實波束雷達迭代最小均方誤差角超分辨方法，具體包括以下步驟：

S1：成像系統二維回波生成，具體包括以下步驟：

S11：對回波進行相干解調：