合成孔径雷达成像算法与欺骗干扰分析

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1、硕士论文合成孔径雷达成像算法及欺骗干扰研究1绪论1．1研究工作的背景和意义在美国电气电子工程学会(IEEE)的标准中，雷达的最新定义为【11]：通过发射电磁波信号，接收覆盖范围内的目标回波，从回波中提取位置和其它信息，实现目标检测和定位的电磁系统。雷达成像技术发展起步于20世纪50年代。它是雷达发展的一个重要里程碑。从那以后，雷达不仅能够测定视为点目标的观测对象的位置和运动参数，还可以获取目标和场景的图像。加上雷达在任何时间任何气候条件下都能够进行远距离和宽测绘带的探测工作，并且具有从固定背景中区分运动目标的能力，因此雷达成像技术受到广泛的重视。雷达是现代科学飞速发展的一大成就，而合成孔

2、径雷达(SAg)技术集中体现了雷达技术的进步，并成为雷达的典型代表。合成孔径雷达扩展了原始的雷达概念，使雷达具有了对目标成像和识别的能力【2。71，这一能力在军事和民用方面都具有重要的应用价值。合成孔径雷达在军事方面的应用主要体现在战场侦察、军事测绘及军事目标检测等。进入20世纪70年代，随着空间技术的迅猛发展，在争夺制空间权的推动下，合成孔径雷达已经开始由机载向星载延伸，研制和发展星载SAR系统逐步成为各航天大国尤其是航天军事大国竞相追逐的目标。民用方面，SAR在灾害监测、环境保护、海洋观测、精细农业、资源勘探、地质测绘和政府公共决策等方面具有广泛的应用，目前已成为高分辨率对地观测和全

3、球资源管理的最重要手段之一。一、在地形测绘和地质研究中的应用实现对地形复杂、气候恶劣、交通不便的一些地区的探测。能够分辨出不同的地理环境以及位置精确定位等。在地质方面，实现地质普查和矿产资源勘探。测量地质构造中的断层、断裂轮廓和走向。二、在农业和林业中的应用进行土地利用调查，土壤水分测量，利用不同植被或不同生长期的相同植被对SAR不同工作频率电磁波的散射系数不同的特点，对作物树木分类，作物长势检测，农作物产量或数目积蓄量估计等。三、在海洋研究和检测方面的应用利用机载或星载SAR实现海洋污染的监测和矿藏的探测。海面上的薄油膜会使其后向散射回波减弱，对海冰的监测可以为全球气象趋势提供有用的信

4、息；利用雷达11绪论硕士论文图像研究海浪，为航海和海洋气象预报提供更加准确的信息等。四、在防灾减灾方面的应用星载SAR利用森林火灾地区散射特性的不同，可以发现火灾出现的位置和面积；对水灾地区的水势涨落和受灾面积监测；观测和识别海上强台风；对地震的灾害破坏程度进行评估等以便尽可能地减少自然灾害造成的损失【91。由于SAR在信息获取方面的独特优势，SAR被广泛地应用于军事目的。合成孔径雷达技术的出现及其在军事上的应用，大大拓宽了雷达电子战的范畴，使雷达电子战进入了新的技术领域，也进一步推动了雷达电子对抗技术的发展，促使各国加强了对合成孔径雷达干扰系统研制的资源投入力度。合成孔径雷达干扰是一切

5、破坏和扰乱敌方合成孔径雷达检测我方目标信息的战术、技术措施的统称。合成孔径雷达通过对目标回波信号的检测以发现目标的存在并测量其参数信息，而干扰的目的就是破坏或阻碍敌方雷达发现我方目标、测量目标参数[10-171。作为一种重要的军事侦察技术手段，SAR不可避免地处于电子战的环境中。因此，研究对SAR有效的干扰方法具有重要的意义。SAR的成像方法和对SAR的干扰方法是两个对立面。二者互相制约，同时又互相促进。只有熟练掌握了SAR的工作原理和成像算法，并以此为平台，才能更好地研究对SAR的干扰方法。另一方面，由于干扰的存在，要求合成孔径雷达成像算法要具有一定的抗干扰能力，准确地探测到敌方真实目

6、标，做到知己知彼百战不殆。1．2合成孔径雷达概述合成孔径雷达是微波遥感设备中发展最迅速传感器之一，并且也是最有效的。1951年6月，美国的CarlWiley发现通过雷达可以实现对观测对象的二维高分辨成像，极大提升了雷达的信息感知和获取能力。这个里程碑式的发现标志着合成孔径雷达技术的诞生。1953年，美国根据多普勒波束锐化思想建造出第一个机载SAR系统。1957年，美国Michigan大学与空军合作，在实验SAR系统上获得第一幅全聚焦SAR图像，表明SAR技术初步达到实用水平。1972年，美国的Apollo．17号宇宙飞船首次在外层空间使用SAR，开创了天基SAR发展的新篇章【121。星载

7、SAR走向实用阶段的标志是1978年美国Seasat．A卫星的成功发射。随后数十年间的几次高技术局部战争更加验证了SAR系统在军事上的卓越性能。SAR在海湾战争、北约轰炸南联盟、美军攻打阿富汗和美英进攻伊拉克等几次军事行动中，都发挥了至关重要的作用。我国在1976年由中国科学院电子学研究所率先开展了机载SAR的研制工作，并在1979年获得了国内第一幅SAR图像。1987年，研制出多条带、双侧视机载SAR。1994年，研制出分辨率达到