合成孔径雷达(sar)的点目标仿真(附件带代码程序)

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1、合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真(附件带代码程序)-合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真{%]imf

2、g. 一．    SAR原理简介kmt1vV.9 合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从而获得大面积高分辨率雷达图像。NIbK3`1 SAR回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：，式中表示雷达的距离分辨率，表示雷达发射信号带宽，表示光速。同样，SAR回波信号经方位向合成孔径后，雷达的方位分辨率由雷达方位

3、向的多谱勒带宽决定：，式中表示雷达的方位分辨率，表示雷达方位向多谱勒带宽，表示方位向SAR平台速度。(1
GU 二．    SAR的成像模式和空间几何关系y5+%8#3 根据SAR波束照射的方式，SAR的典型成像模式有Stripmap(条带式)，Spotlight(聚束式)和Scan(扫描模式)，如图2.1。条带式成像是最早研究的成像模式，也是低分辨率成像最简单最有效的方式；聚束式成像是在一次飞行中，通过不同的视角对同一区域成像，因而能获得较高的分辨率；扫描模式成像较少使用，它的信号处理最复杂。btq4diW *x;4::'Jn                

4、   图2.1：SAR典型的成像模式uZ-ZZEC 这里分析SAR点目标回波时，只讨论正侧式StripmapSAR，正侧式表示SAR波束中心和SAR平台运动方向垂直，如图2.2，选取直角坐标系XYZ为参考坐标系，XOY平面为地平面；SAR平台距地平面高h，沿X轴正向以速度V匀速飞行；P点为SAR平台的位置矢量，设其坐标为(x,y,z)；T点为目标的位置矢量，设其坐标为；由几何关系，目标与SAR平台的斜距为：m}=E$zPbO                       (2.1)b"N!#&O
] 由图可知：；令，其中为平台速度，s为慢时间变量（slowtime），假设，其中表

5、示SAR平台的x坐标为的时刻；再令，表示目标与SAR的垂直斜距，重写2.1式为：}(ORh2Ri                                       (2.2)    ?&~q^t?u 就表示任意时刻时，目标与雷达的斜距。一般情况下，，于是2.2式可近似写为：@&WHX#                 (2.3)}shxEsq 可见，斜距是的函数，不同的目标，也不一样，但当目标距SAR较远时，在观测带内，可近似认为不变，即。          1H/I-

 /+SLq`'u)               图2.2：空间几何关

6、系(a)正视图(b)侧视图+W*~=*h

7、 图2.2(a)中，表示合成孔径长度，它和合成孔径时间的关系是。(b)中，为雷达天线半功率点波束角，为波束轴线与Z轴的夹角，即波束视角，为近距点距离，为远距点距离，W为测绘带宽度，它们的关系为：'Uf?-t*LT@                                                     (2.4)#H>{>0q SXOAa

8、接收脉冲，天线波束照射到地面上近似为一矩形区域，如图2.2（a），区域内各散射元（点）对入射波后向散射，这样，发射脉冲经目标和天线方向图的调制，携带目标和环境信息形成SAR回波。从时域来看，发射和接收的信号都是一时间序列。!EB

9、的宽度要保证能罩住测绘带内所有目标的回波。l:!L+t*}6 雷达发射序列的数学表达式为：E6A"Xo                           (3.1)oY18a*_>M1 式中，表示矩形信号，为距离向chirp信号的调频斜率，为载频。Yv;s3>r 雷达回波信号由发射信号波形，天线方向图，斜距，目标RCS，环境等因素共同决定，若不考虑环境因素，则单点目标雷达回波信号可写成：?0VR2Yb${b