弹载SAR回波数据模拟和成像处理仿真平台的研究(可复制论文).pdf

摘要作为一种主动的航天航空微波遥感手段,合成孔径雷达迪至硕栽距离目标进行二维高分辨率成像。因为具有全天候、全天时工作的特点,泛的被应用于军事领域,和环境观测、资源勘查、地理测绘等各项研究领域。弹载梢酝ü袢∧勘旮浇牡匦蔚孛餐枷窭刺岣叨阅勘甑拇蚧骶ǘ龋具有较高的研究价值。而弹载菽D饧际蹩梢允刮颐腔竦酶髦植煌南低参数下的回波数据,对系统设计和算法验证有重要的意义。本文围绕着弹载幕夭ㄊ菽D夂统上翊矸抡嫫教ㄈ砑7⒐陶开研究。首先讨论了基础的合成孔径雷达的几何模型和成像算法,重点介绍了算法。在此基础上,给出了弹载上竦姆桨覆⒎治隽似涮厥庑浴H缓蠼⒘夭ㄐ藕诺姆抡婺P停菽P湍D饬似椒啥魏拖卵苟蔚幕夭ㄊ荩⒍灾进行成像处理,得到了满意的成像效果。最后,介绍了本文作者编写的基于以上算法的回波模拟软件的主要功能,阐述了如何用面向对象的方法构架界面和封装算法,以及编写代码过程中应注意的问题。关键词:合成孔径雷达弹载夭ㄊ菽D夥抡媸莘抡婷嫦蚨韵
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期——西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明日期眨嘿冢豪迹豪夹牵容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技本人签名:日期本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名导师签名:秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知。除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其单位为西安电子科技大学。
辟:熹⋯辟第一章概述僦逊弟一早合成孔径雷达的背景和基本概念岛巍!春铣煽拙独状魑@状锛际跏飞弦幌重大的突破,它不仅能显示目标,而且可以在能见度极差的气象条件下得到类似光学照相的高分辨率雷达图像。鉴于闹鞫⒉ㄌ讲饽J剑哂腥旌颉特别是信息感知能力。其可以得到对飞机、舰船、空间目标缣焯濉⑷嗽煳佬早期的机载雷达,采用的是真实波束方法。雷达通过装载在飞机上的天线,沿飞行航迹轿幌的正侧视方向嗬胂发射并接收微波信号。天线形成一个沿距离向分布的扇形波束,这一波束照射到地面,反射回来微波能量,并按照与雷达的距离远近,依次被雷达接收。回波信号的相对强度正比于测绘区域的后向散射系数,形成被测绘区域的窄条状图像。最后,将这些窄条带状图像沿方位向拼接起来,就可以形成一幅完整的被测绘区域的微波图像。该图像的距离向分辨率其中,9馑伲傥7⑸湫藕糯怼6轿幌蚍直媛剩蛴煞⑸涮煜咚成的波束宽度决定,即:其中,卢为天线波束矶龋饰7⑸湫藕诺牟ǔぃ珼为天线方位向实际由上面的两个公式可以看出,距离向分辨率的提高可以通过发射信号带宽得到,它与探测距离无关;方位向分辨率的提高只能通过增大天线方位向长度获得,并且随着探测距离的增大而降低。而通过加大天线长度提高方位向分辨率的方法,不仅会因探测距离的增加而导致分辨率下降,而且在实际应用中也难以实现。举个实际例子,若天线孔径为霾ǔ在ǘ卧嘉,其波束宽度约为蛟状Φ暮嵯蚓嗬敕直媛试嘉米。因此,要将上述横向距离分辨率提高到祝蛱煜呖拙冻ざ然挂<哟蟮倍,即约为米,这实际上是难以做到的。而合成孔径雷达是通过发射宽带信号获得高的距离维分辨率,并利用沿航向全天时、远距离、宽幅、高分辨成像等特点,可以大大提高雷达的信息获取能力,等暗乇淼鹊耐枷瘛由发射信号带宽决定,即:—宽度,露为雷达到目标的距离。第一章概述彳
合成孔径雷达的特点和工作模式率”。这就是最早的“多普勒波束锐化拍睢K眯藕糯淼姆椒ǎ突破了天线实孔径对方位向分辨率的限制,得到的方位向理论分辨率与距离无关,见:一见这样,与脉冲压缩技术相结合【琒实现了对远距离目标进行距离向和方位向的二维高分辨率成像。与此同时大学的热艘捕懒⒌亟惺笛椋⒂月得到了第一张非聚焦型的合成孔径雷达图像【А晗模诿拦鶰学的一个暑期讨论会上,许多学者明确提出了合成孔径的新概念,并认识到合成孔径的工作方式有聚焦和非聚焦之分【】。年翸笱Ю状锖凸庋实验室的蚅等人研制的合成孔径雷达进行了飞行实验,获得了第一张大面积的聚焦型合成孔径雷达图像。从此,合成孔径雷达得到了世界上的广泛承认,并开始迅速发展。合成孔径雷达且恢指叻直媛食上