合成孔径雷达sar的点目标仿真成像

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1、合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真成像电子与通信工程侯智深MF0923008一．SAR原理简介合成孔径雷达(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。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向的多谱勒

2、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。二．SAR的成像模式和空间几何关系根据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。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。SAR典型的成像模式这里分析SAR点目标回波时，只讨论正侧式Str

3、ipmapSAR，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：由图可知：；令，其中为平台速度，s为慢时间变量（slow-8-time），假设，其中表示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：就表示任意时刻时，目标与雷达的斜距。

4、一般情况下，，于是上式可近似写为：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。空间几何关系(a)正视图(b)侧视图图(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：-8-一．点目标SAR的成像处理算法仿真SAR的回波数据不具有直观性，不经处理人无法理解它。从原理上讲，SAR成像处理的过程是从回波数据中提取目标区域散射系数的

5、二维分布，本质上是一个二维相关处理过程,因此最直接的处理方法是对回波进行二维匹配滤波，但其运算量很大，再加上SAR的数据率本来就高，这使得实时处难于实现。通常，可以把二维过程分解成距离向和方位向两个一维过程，Range-DopperAlgorithm（简称RD算法）就是采用这种思想的典型算法。SAR的点目标仿真结果-8-两点目标的回波仿真3D图两点目标压缩后的3dB等高线图附录：SAR的点目标仿真Matlab程序主程序：stripmapSAR.m%%==============================

6、==================================%%Filename:stripmapSAR.m%%Helpfile:stripmapSAR.doc%%Project:StripmapSARSimulationusingpointtargetsandReconstrction-8-%%withRange-DopplerAlgorithm%%Author:houzhishen,nju,2010/6%%==============================================

7、==================clear;clc;closeall;%%================================================================%%Parameter--constantC=3e8;%propagationspeed%%Parameter--radarcharacteristicsFc=1e9;%carrierfrequency1GHzlambda=C/Fc;%wavelength%%Parameter--targetareaXmi

8、n=0;%targetareainazimuthiswithin[Xmin,Xmax]Xmax=50;Yc=10000;%centerofimagedareaY0=500;%targetareainrangeiswithin[Yc-Y0,Yc+Y0]%imagedwidth2*Y0%%Parameter--orbitalinformationV=100;%SARvelosity100m/sH=500