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关键词: 扫描雷达 / 角超分辨 / 未知天线方向图误差 / 总体最小二乘 / 稀疏重建
背景介绍
雷达前视成像与信息处理技术由于具备广泛的应用价值越来越受到重视，超分辨卷积反演技术是实现前视成像的一种重要技术途径。然而，平台运动、天线方向图误差等都会对超分辨性能产生影响，给前视成像带来新的挑战。因此，如何解决误差对超分辨成像的影响，实现稳健的前视成像呈现出更加迫切的需求。
团队工作
近年来，电子科技大学杨建宇教授团队针对机载雷达前视超分辨成像以及性能边界等开展了深入研究。
图2 电子科技大学杨建宇教授团队
在机载雷达前视高精度成像方面，提出了基于贝叶斯理论、正则化理论等超分辨方法，综合利用目标分布特性以及场景先验信息，研究开发了多种高鲁棒稳健成像方法，实现了前视高质量成像。
在机载雷达前视高效率成像方面，团队提出了减秩降维分治求逆、矢量外推、检测后在线重建等加速策略；综合利用天线方向图测量矩阵高维低秩特性以及回波有效信息，有效降低了相关算法的计算复杂度，实现了机载雷达前视超分辨实时成像。
在机载雷达前视稳健成像方面，针对实际应用中由于雷达天线罩、天线测量误差以及平台运动等因素引起的增益降低、波束展宽、偏轴畸变等天线方向图误差，基于总体最小二乘法准则，建立误差项迭代修正畸变的天线方向图以抑制观测误差，实现了模型失配下的机载雷达前视稳健超分辨成像。
该工作已发表在《雷达学报》2024年第3期的论文“扫描雷达未知天线方向图误差下的稀疏目标角超分辨重建方法”（张寅，张平，庹兴宇，毛德庆，张永超，黄钰林，杨建宇）。
论文介绍
图5 随机误差下天线主瓣
图6 仿真实验成像结果 (a) 原始场景; (b) 二维多点目标; (c) 传统方法成像结果; (d) 该文所提方法成像结果
更进一步的，为了定量评价提出方法的超分辨重建性能，该文以随机误差与展宽误差结合下的图像熵(Entropy)指标作为评价标准，证明了该文提出方法的有效性。此外，该文利用团队项目组研制的扫描雷达系统，录取实测数据并进行处理，验证了该文所提算法在实际应用中的有效性。
最后对该文进行了总结，仿真与实测数据处理结果表明，该文方法在一定的天线方向图误差条件下能实现稀疏目标的有效重建。
图8 实测数据处理结果
作者简介
杨建宇，博士，电子科技大学信息与通信工程学院教授，研究方向为合成孔径雷达和统计信号处理等。
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编辑：胡兴旺
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