基于相位恢复理论的sar目标重建方法

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于相位恢复理论的SAR目标重建方法作者姓名周秋晓学科专业信息与通信工程指导教师史洪印副教授2016年5月中图分类号：TP91学校代码：10216UDC：621.39密级：公开工学硕士学位论文基于相位恢复理论的SAR目标重建方法硕士研究生：周秋晓导师：史洪印副教授申请学位：工学硕士学科专业：信息与通信工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinInformationandCommunicationEngineeringTARG

2、ETRECONSTRUCTIONMETHODFORSARBASEDONPHASERETRIEVALTHEORYbyZhouQiuxiaoSupervisor:AssociateProfessorShiHongyinYanshanUniversityMay,2016摘要摘要合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)具有在全天时、全天候、远距离条件下对目标进行高分辨率成像的能力，在遥感、预警、侦察、警戒等诸多领域发挥着重要作用。对于相干成像的SAR系统，SAR成像结果和接受信号的相位之间存在紧密联系，SAR回波精确的相位同步是

3、SAR图像良好聚焦的关键，但是由于雷达平台的随机运动以及电磁波在大气湍流和对流层中传播的影响导致SAR回波中存在相位误差，因而造成图像散焦。因此，针对上述原因所造成的SAR数据的相位补偿研究意义重大。本文主要研究了基于相位恢复(PhaseRetrieval，PR)理论的SAR目标重建方法。主要内容如下：首先，介绍了本文的研究背景及意义，SAR相位补偿方法的研究现状，论述了SAR成像的基本原理及距离多普勒算法，分析了雷达平台的随机运动以及电磁波的传播效应对SAR回波特性的影响，并简单介绍了相位梯度自聚焦(PhaseGradientAutofocus，

4、PGA)算法。其次，阐述了PR算法的原理及其发展应用，介绍了两种经典PR算法-误差减少(ER)算法和混合输入输出(HIO)算法，针对上述两种经典PR算法应用于SAR信号相位恢复的不足之处，提出把改进的PR算法-过采样平滑(OversamplingSmoothness，OSS)算法应用于SAR信号相位恢复问题，接着分析了PR算法应用于SAR目标重建的可行性，通过与PGA算法的对比分析，验证了OSS算法应用于SAR数据的优越性。最后，介绍了SAR相位误差的具体形式，通过仿真将OSS算法和经典PR算法对SAR成像目标的恢复结果进行了对比分析，分析了改变滤

5、波器参数对SAR目标恢复效果的影响，通过计算机仿真数据给出了对比结果，在OSS算法的迭代过程中利用SAR信号存在误差的先验相位信息来恢复目标，并且和未利用先验相位信息的恢复结果进行了对比，计算机仿真数据表明了该方法的有效性。关键词：合成孔径雷达；SAR目标重建；相位补偿；相位梯度自聚焦算法；相位恢复算法；过采样平滑算法-I-AbstractAbstractSyntheticApertureRadar(SAR)playsanimportantroleinremotesensing,earlywarning,reconnaissance,alerta

6、ndmanyotherfieldswiththeadvantageofall-weather,full-time,long-rangeandhigh-resolutionfortargetsimaging.ForthecoherentimagingSARsystem,thereiscloseconnectionbetweenSARimagingresultandthephaseofthereceivedSARrawdata,andtheaccuratephasesynchronizationofthereceivedSARrawdataisthek

7、eytowell-focusedSARimages.However,duetotheinfluenceofplatformrandommotionandelectromagneticpropagationinturbulentmedia,thereexistphaseerrorsinthereceivedSARrawdata,whichcauseimagedefocus.Therefore,thestudyforphasecompensationofSARdatacausedbytheabovereasonsissignificant.Thispa

8、perstudiestheSARtargetreconstructionmethodbasedonphaseretriev