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本发明公开了一种多随机频率雷达阵列的超分辨三维成像方法,主要实现高维度与单脉冲情况下的实时快速超分辨三维成像。其实现过程为:发射阵列中的每个发射阵元发射频率各异的信号,在空间形成随机辐射场,随机辐射场中的发射信号碰到目标后,散射回来的信号被接收阵元组成的接收阵列接收,获得雷达回波信号;由雷达回波信号拉长为观测矢量,构建三维栅格稀疏恢复观测模型;针对观测矢量与观测模型表征的三维稀疏恢复问题,通过提出的分数阶范数稀疏恢复发明方法实现了高维度快速超分辨三维成像,由仿真数据验证了成像方法的有效性。