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综合孔径微波辐射计的空间分辨率受阵列物理孔径限制，阵列波束范围内的目标无法分辨，限制了其进一步发展和应用．阵列信号处理中的现代空间谱估计算法可以突破空域傅里叶变换限，实现波束范围内目标角度和功率的超分辨估计．文中将阵列信号处理算法引入到辐射目标探测中，建立了基于阵列信号处理的目标辐射亮温反演模型．仿真及实验结果证明该模型算法具有超越阵列波束的辐射目标超分辨估计特性，验证了模型的可靠性，并探讨了信号相关性、信噪比等对算法的影响．