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近年来，雷达成像技术不断得到发展，其有效拓展了雷达的功能，使得雷达不仅仅局限于测距和探测，还可以用于获取目标和场景的图像。雷达成像技术在军用及民用领域有着广泛的应用。雷达关联成像作为一种新的凝视高分辨率成像技术，借鉴光学成像中的鬼成像方法通过阵列构造以及对发射信号进行波前随机调制，构造在时间和空间上随机分布的二维随机辐射场，以此模拟具有随机涨落的光场分布，其方位向分辨不再依赖于目标与雷达之间的相对运动，而是利用了辐射场不同方向信号分布的差异性。但其探测效率低，难以广泛应用。基于随机调制超表面的关联成像方法利用超表面对微波信号进行随机调制来构造随机辐射场，其利用超表面对电磁波灵活频率调控特性，通过超表面上多个单元对不同频率下的辐射信号进行随机空间调制，在此基础上每一个超表面单元可以等效为一个辐射单元，每一个频点下的电磁波信号可作为一次随机探测模式。该方法降低了系统设计的复杂性且避免了雷达阵列间的相互干扰。但其存在探测模式，辐射单元独立性不足等问题，导致了随机辐射场的时空相关性较大，从而影响成像质量。针对该问题，西安交通大学朱士涛副研究员等开展了基于随机调制超表面的差分关联成像方法研究，成功在独立探测模式不足的情况下，降低了相关函数的副瓣干扰，提高了成像质量，并利用一种特殊的差分关联成像方法——梯度关联成像方法，直接在成像过程中提取出目标方位向的边缘信息，有效提升关联成像系统对目标边缘的提取能力。为目标的高效率、精确的探测与识别积累了技术与方法，为后续建立实用的基于超表面的关联成像系统奠定了基础。对于我国实现自主创新，为雷达目标探测、成像、识别等积累核心技术，具有重大的应用价值和科学意义。该工作拟发表在《雷达学报》2021年“信息超材料及其雷达应用”专题“基于随机调制超表面的差分关联成像方法研究”（年毅恒，周宁宁，朱士涛，张安学），现已网络优先出版。该文以参考辐射场空间分布一阶统计特征为基础，建立了基于随机调制超表面的关联成像信号模型，分析了在非理想相位调制情况下的成像误差，利用不同模式的差分形成了新的探测模式，降低了相关函数的副瓣干扰。根据对超表面的特殊设计，使得一组探测模式的两个参考场满足在空间中的平移性，利用二者之间的差分来获取参考场的梯度信息。其可以在不获取图像的情况下，直接在成像过程中提取出目标方位向的边缘信息，并对目标边缘的分辨率进行了分析。通过算法分析与数值仿真验证了理论的正确性。
图1 论文结构与主要内容
编辑：蒋文
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