[發明專利]一種機載雷達斜前視超分辨成像方法

有效

• 申請號: 201911407316.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111060909B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張永超;張寅;羅嘉偉;李杰;毛德慶;黃鈺林;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S13/933;G01S13/935;G01S7/41
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種機載雷達斜前視超分辨成像方法，應用于雷達成像領域，為解決傳統斜前視多普勒銳化方法分辨率低的問題，本發明通過建立斜前視矢量卷類積精確回波模型，突破斜前視角分辨率提升機理性瓶頸；然后對雷達回波進行頻域非線性投影去空變處理，去除大幅寬成像模式下的距離?多普勒強耦合關系；最后，通過類卷積歸并反演方法，實現大斜前視區域目標散射系數的高效率超分辨重建。與傳統DBS方法相比，本發明不僅分辨率更高，而且可以顯著降低大幅寬成像模式下的計算復雜度，適用于工程實現。

技術領域

本發明屬于雷達成像領域，特別涉及一種適用于機載雷達斜前視大幅寬高分辨率成像技術。

背景技術

機載雷達斜前視，是指獲取雷達平臺斜前視區域的目標分布信息。研究運動平臺雷達的斜前視高分辨成像方法，有利于機載平臺雷達系統對斜前方地形的探測和識別，增強機載平臺的偵查、定位和跟蹤能力；對于運動雷達平臺實現自主著陸、地形回避、物資空投、甚至精確制導等領域具有重要意義。

目前，在機載雷達斜前視對地成像中主要采用多普勒波束銳化(Doppler BeamSharpening)方法，該方法雖然具有成像視角寬，實時性好的特點，但是在慢速運動或快速搜索探測模式下，波束銳化能力急劇下降，無法滿足實際成像分辨率要求。

為了進一步提高機載雷達斜前視成像分辨率，文獻“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.”提出了一種基于迭代加權最小二乘估計的DBS超分辨成像方法，該方法能夠提高DBS成像分辨率，但該方法需要矩陣乘法和矩陣求逆等運算，計算復雜度高，不適合工程實現；文獻“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.”，提出了一種外推孔徑稀疏表示(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圖像的稀疏性，提高了傳統DBS方法的角分辨率，但該方法需要人工調整正則化參數，無法滿足實際工程應用中的自適應信號處理需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種機載雷達斜前視超分辨成像方法，通過建立大斜前視矢量卷類積精確回波模型，突破大斜前視角分辨率提升機理性瓶頸。

本發明采用的技術方案為：一種機載雷達斜前視超分辨成像方法，包括：

S1、對機載雷達斜前視回波進行精準表征，具體為：距離向點數為M，方位向點數為N的回波矩陣表示為Y＝(y₁,y₂,…,y_M)，y_m為第m個距離單元的方位回波，m＝1,2,3,…,M，

令第m個距離單元的離散回波矩陣為目標散射系數向量為加性高斯噪聲為則y_m可以表示為

y_m＝Aσ+e

其中，A為類卷積矩陣，具體表示為：A＝H⊙D；

S2、對回波矩陣Y進行統一歸并超分辨處理。

y_m通過以下過程得到：