[发明专利]一种杂波背景下实波束扫描雷达角超分辨方法

说明书

本发明公开了一种杂波背景下实波束扫描雷达角超分辨方法，根据脉冲压缩后的扫描雷达的回波特性，将方位维回波建模成目标幅度与天线方向图的卷积模型，并根据最大似然反卷积方法对回波信号进行处理，采用瑞利分布表征杂波特性并建立目标函数，通过对目标函数的求解获得最大似然解，并构建迭代表达式，解决了传统扫描雷达成像模式方位维分辨率低的问题，实现了扫描雷达的角超分辨成像。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，它特别涉及扫描雷达对海角超分辨成像。

背景技术

雷达平台对海成像对海上灾害搜救，航线引导和海面目标识别等民用和军用领域具有巨大的应用价值。为了获得较大成像范围，同时受不规则平台运动限制，通常在上述应用中采用扫描成像的模式、通过收发大带宽线性调频信号的方式获得成像区域内的二维回波图像。并针对回波信号，通过信号处理的方式改善二维分辨率，以达到实际应用中对于分辨率的需求。首先，对于距离维，通常采用匹配滤波的方法实现高分辨，其次，对于方位维回波信号，由于扫描成像可以看做天线方向图与目标散射系数的卷积，因此，有关参考文献通常采用反卷积的方法实现扫描雷达的方位角超分辨。

其中，文献“Huang Y,Zha Y,Zhang Y,et al.Real-beam scanning radarangular super-resolution via sparse deconvolution.Geoscience and RemoteSensing Symposium(IGARSS),2014IEEE International.IEEE,2014:3081-3084.”提出一种相干clean的反卷积方法，该方法通过对消的方式实现角超分辨，并在一定程度解决了传统clean算法无法复原单个波束内多个目标的问题。然而该方法的运算量较大，同时在面对扩展点目标时，算法性能有显著下降。

其次，文献“Guan,Jinchen,Yulin Huang,Jianyu Yang,Wenchao Li,and JunjieWu.Improving angular resolution based on maximum a posteriori criterion forscanning radar.In Radar Conference(RADAR),2012IEEE,pp.0451-0454.IEEE,2012.”和文献“Daolin,Zhou,Huang Yulin,and Yang Jianyu.Radar angular superresolutionalgorithm based on Bayesian approach.In Signal Processing(ICSP),2010IEEE10th International Conference on,pp.1894-1897.IEEE,2010.”在贝叶斯公式基础上，利用噪声和目标的分布特性建立和求解目标函数，实现原始场景在方位域的复原，一定程度的改善了扫描雷达的方位角分辨，然而，此类方法所假设的泊松分布并不符合实际雷达成像的杂波分布特性，因此，在该类方法的超分辨性能有限。

发明内容

针对背景技术中介绍的方法存在的缺陷，本发明提出一种杂波背景下实波束扫描雷达角超分辨方法，采用瑞利分布描述成像场景中的杂波分布特性并建立最大似然目标函数，并根据求解出的最大似然解构建迭代表达式，实现角超分辨成像。

本发明的技术方案为：一种杂波背景下实波束扫描雷达角超分辨方法，根据脉冲压缩后的扫描雷达的回波特性，将方位维回波建模成目标幅度与天线方向图的卷积模型，并根据最大似然反卷积方法对回波信号进行处理，采用瑞利分布表征杂波特性并建立目标函数，通过对目标函数的求解获得最大似然解，并构建迭代表达式，实现了扫描雷达的角超分辨成像。

进一步地，所述一种杂波背景下的实波束扫描雷达角超分辨成像方法，具体包括以下步骤：

S1：根据固定站扫描雷达与目标的几何关系建立回波几何模型；