基于步进频的雷达成像算法研究

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1、第1卷第2期2010年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSClENCEANDENGlNEERINGV01．1No．2May2010文章编号：1674—8190(2010)02—169—05基于步进频的雷达成像算法研究张麟兮1’2，任洁2，刘兴钊2，胡楚锋h2(1．西北工业大学无人机特种技术国家级重点实验室，西安710065)(2．西北工业大学电子信息学院，西安710129)RadarImagingAlgorithmBasedonStepped—frequencyZhangLinxil一，Ren

2、Jie2，LiuXingzha02，HuChufeng1’2(1．NationalKeyLaboratoryofUAVSpecialtyTechnique，NorthwesternPolytechnicalUniversity。Xi’an710065，China)(2．ElectronicInformationDepartment，NorthwesternPolytechnicalUniversity。Xi’an710129，China)摘要：在多目标情况下，雷达接收的信号是目标各点散射的矢量叠加，高分辨率的成像可以实

3、现各目标的分离。用于目标成像有多种算法，本文使用基于步进频的卷积一反投影算法(B—P算法)对回波信号进行处理，得到了二维的目标像，同时在增加一根接收天线的情况下，也可以获得各散射点的高度信息。仿真结果验证了该算法的有效性。关键词：雷达成像；步进频率；卷积一反投影算法中图分类号：TN957．52文献标识码：AAbstract：Inthecaseofmulti-objectivedetection，thereceivedsignalsbyradararethevectorsuperpositionofeachscatter

4、ingpoint．Highresolutionimagingcanbeusedtodistinguishthelocationofobjective．Manyalgo-rithmsareusedforimagingandinthispaper，convolutionback-projection(CBP)algorithmbasedonstepped-frequencysignalisemployedtOprocesstheechoesandobtainatwo-dimension(2-D)image．Afteradd

5、ingareceivingantenna，theheightofeachscatteringpointisalsogained．Thesimulationresultsshowtheeffective-Bessofthealgorithm．Keywords：radarimaging；stepped-frequency；convolutionback-projectionalgorithm0引言雷达成像技术源于20世纪50年代，应用最多的是合成孑L径雷达(SAR，SyntheticApertureRa—dar)[1]。目

6、前，机载和星载SAR的应用已经十分广泛，可以得到亚米级的分辨率，大大提高了场景图像的质量。相应的SAR成像算法[2≈]也很多，可将其分为基于FFT的算法和时域算法两大类[4]。基于FFT的算法在频域进行，它的计算速度快，但分辨率不高，主要有线频调变标(CS，ChirpSeal-ing)算法、频率变标(FS，FrequencyScaling)算法、距离徙动算法(RMA)和极坐标格式算法(PFA)；时域算法包括了卷积一反投影(B—P)算法，由于运算在时域进行，它有较高的横向一纵向收稿日期：2009—12—07l修回日期：2

7、010—03—05通信作者：任洁．studyishard@126．com分辨率。两类成像算法各有优缺点，在实际SAR系统中也都得到了应用。本文详细研究了卷积一反投影算法，并运用五点目标仿真结果对该算法的有效性进行了验证。1步进频率步进频率(SF：stepped—frequency)信号‘53是一种频率呈步进式变化的超宽带雷达信号，如图1所示。{o图1步进频信号示意图Fig．1Schematicdiagramofstepped-frequencysignal航空工程进展第1卷它由一串脉冲组成，脉冲的宽度可根据具体的情况调

8、整，每个脉冲的发射频率不同，频率间的阶跃为一固定值。本文利用高性能矢量网络分析仪产生的信号模式，如图2(a)所示，采用发射频率间隔为Ⅳ的连续波脉冲进行测量，由于连续波不是无限长，因而对应的是有一定脉冲宽度的时域信号，对频谱作快速傅立叶反变换(IFFT)，时域上等效载频为厶，周期为T的sinc脉冲，如图2(b)所示。-z-～vAv扩