SAR原始信号仿真研究.pdf

西北工业大学
硕士学位论文
SAR原始信号仿真研究
姓名:张洪立
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:丁君
20030301
皇些三兰叁型筌竺坚;;;一;一;一一;;尘墼芩鼙钏克狂螅摘要合成孔径雷达成像技术作为一种新的雷达成像技术,现已广泛应用于军事和径雷达地面回波的产生和成像算法,生成回波数据,得到满意的成像结果。本文首先分析了合成孑独状锔叻直缌Τ上窕砗蚐成像理论模型,讨普勒历史,同时针对上裥藕糯恚治隽顺上翊淼幕驹砗统上翊型,给出了机载嗍忧榭鱿碌隳勘辍⒚婺勘旰腿勘甑脑夹藕欧抡固民经济的许多领域。本文围绕夹藕欧抡嬲箍Q芯浚致勰D夂铣煽论了线性调频脉冲信号的匹配滤波龀逖顾、嗬胩匦浴⒎轿惶匦院投理中的距离迁移校正等关键问题。在此基础上,建立了夭ㄐ藕诺姆抡婺型,包括地形图仿真、载机机动仿真、天线图仿真等的模型。由于上翊理的要求,本文亦简述了狣成像算法和上袼惴ā8菟⒌姆抡婺方法,编写了原始信号仿真和成像处理的程序,得到了各种目标的仿真雷达图像。总之,本文的研究为夹藕诺姆抡娴慕徊窖芯看蛳铝思崾档幕关键词:合成孔径雷达,高分辩力,原始信号,成像算法,仿真
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第一章绪论引言回波时裳蛄腥ト〈烧罅刑煜咚袢〉牟ㄇ翱占洳裳稀@媚勘辍!§求提高分辨力的新方法。信息论在雷达领域理论的应用,宽带微波技术以及现代信号处理的不断发展,导致了各种形式的高分辨力成像雷达的诞生和发展。这使得人们真的在雷达屏幕上看到了目标的图像,实现了人们最初的愿望。雷达成像是现代探测科学领域的一项突破性成就。它的出现扩展了传统雷有重大价值和广泛应用前景。雷达成像技术是新涌现的竞争激烈,发展迅速的应量成像技术的本质特征。但是,雷达成像技术的强大生命力不仅来源于高分辩力,持优异的角分辨力,且从潜在意义上来说,其方位分辨力与波长和斜距无关,是大概从雷达诞生起,人们就希望在雷达屏幕上看到目标的真实图像,而不仅仅是个尖头脉冲或一个亮点。为了更好地发挥雷达的作用,人们一直在努力寻的概念,使它具有对区域目标、运动目标进行成像和识别的能力,并在微波遥感应用方面表现出巨大的潜力,为人们提供越来越多的信息。迄今,人类可用的来获得关于目标区的高分辨力成像的手段有:雷达、光学、红外等。由于雷达具有强透射性和全天候等优点,使之成为当今高科技条件下一种不可取代的探测、侦察手段,在军事、经济和科技发展等方面都用技术领域,因此,越来越受到国际上技术先进国家的重视。雷达成像的基本目的是实现目标成像、分类和识别。高分辨力是任何高质而且是由于它比光学、红外手段具有下列显著特点:强透射性、包含多种散射信息、大动态范围和精密测距能力。合成孔径雷达系统是利用目标与雷达的相对运动,通过单一阵元来完成空间采样,以单阵元在不同相对空间位置上所接收到的雷达相对运动形成的轨迹来构成一个合成孔径以取代庞大的阵列实孔径,从而保雷达成像技术的一个飞跃,因而具有巨大的吸引力,特别是对于军事应用,更是达:西北工业大学硕士学位论文合成孔径雷达原始信号仿真研究
§合成孔径雷达的研究概况束锐化。与此同时,伊里诺斯大学控制系统实验室的一个研究小组采用相干机载测视口面雷达数据,研究运动目标检测技术。年,甒思想最终导致了个波段相干雷达的研制。年,美国密执安大学的雷达和光研制,主要研究单位是密西根环境研究所稷喷气动力实验室要发展方向。但是,机载膊⒚挥型V狗⒄梗捎谄淝渴凳毙浴⒎直媪Ω年旅拦詈骄殖晒Φ胤⑸淞巳澜绲凇ǹ抛霸亓丝占浜铣煽拙独如此。因此,合成孔径雷达恢笔抢状锍上窦际醯闹髁鞣较颉根据雷达载体不同,煞治;豐,星载臀奕嘶豐等类型。根据墓ぷ鞣绞讲煌琒可以分为条带式斜视和莳视等模式。它们在技术上各具特点,应用上相辅相成。合成孔径的概念产生了五十年代初,年旅拦诺乱蓝詈焦镜威利首先提出最初的频率分析的方法改善雷达的角分辨力,他将其穆为多普勒波了采用相位校正的全聚焦阵列概念,另外他还提出了运动补偿概念。正是这些新学实验室用他们研制的雷达进行飞行试验,用光学相关器件将相干雷达视频信号变成了高分辨的图像。到年代末、年代初,美国宇航局主持了一些民用低车年,将魑猄挝竦囊徊糠帧S捎赟在任务中的突出表现,使得星载玫礁叨戎厥樱晌:铣煽拙独状锏囊桓鲋等特点,特别适合于战役战术侦察,在国防领域得到貉杆俜⒄埂达的人造地球卫星狝佬堑纳潭仍公里,工作波段为ǘ危饣娲砦公里。卫星具有很大的全球覆盖率,转发了不同地形特征的荩竦昧舜罅抗ノ丛泄男畔ⅲ鹆丝蒲Ъ颐的极大重视。标志着星载撼晒肓颂ǹ帐贝此后,美国宇航局先后研制了航天飞机成像雷达疪—蚐.⒊晒月发射,而于年路⑸洹S隨,,聚束式,扫描式等。根据咏遣恢埽梢苑治U嗍印谝淮翁岢地送上天。。其中瓵于年西