聚束模式下弹载SAR成像算法研究

发布时间：2017-09-23 07:46

  本文关键词：聚束模式下弹载SAR成像算法研究

  更多相关文章： 弹载SAR 聚束模式成像 距离徙动校正 多普勒偏移

【摘要】：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种利用微波遥感技术成像的高分辨率成像系统,它能够进行距离向和方位向的二维成像。作为一种有源雷达,发射电磁波的成像效果远远超过红外光,而且云和雾以及自然环境对微波的影响很小,因此可以不受外界天气环境的影响全天候全天时地获得高分辨率雷达图像。目前SAR成像技术已经在机载和星载平台中得到广泛应用,但在弹载平台上的应用还不太成熟。将SAR技术应用在导弹上,会大大提高导弹的作战能力和雷达导引头在复杂的战场环境下目标识别的能力,所以弹载SAR已成为当前雷达研究的热点之一。而SAR聚束工作模式具备小场景高分辨成像的特点,正好符合导弹精确打击目标的要求,鉴于此,本文开展了聚束模式下弹载SAR成像算法研究,主要研究内容如下:研究了弹载SAR平飞段聚束模式下RD成像算法。并给出了平飞段聚束模式SAR成像的几何模型以及分析了聚束模式条件下SAR信号的回波特性,同时推导出了一种适合聚束模式成像的RD算法。并将瞬时斜距用泰勒级数展开,忽略4阶以上高阶项,得到了近似表达式,然后把回波信号表达式变换到二维频域进行距离压缩、二次距离压缩、距离弯曲以及高阶偏移校正,最后通过仿真验证算法的有效性,为后面的算法研究奠定了基础。研究了弹载SAR末制导阶段聚束工作模式下的PFA成像算法。在弹载SAR末制导下降段聚束工作模式的几何模型的基础上,分析了该几何模型下回波信号的特性。并利用级数反演的思想推导出其二维频谱表达式,在二维频谱中校正相关参数,最终得到SAR图像。研究了俯冲下降段PFA的改进算法和曲线规避阶段的改进PFA成像算法。利用聚束模式下几何模型中平台到场景中心之间的瞬时斜距作为参考距离,校正多普勒中心偏移。同时利用级数反演的思想推出其二维频谱表达式,进行二维去耦合、距离压缩、方位压缩和成像位置校正等工作,最终得到理想的SAR图像。这种方法只使用了FFT/IFFT以及相位相乘运算,没有使用原算法中需要的插值等复杂运算,大大减少了算法的计算量,在很大程度上提高了算法的运行速度,有利于实时成像。在深入研究弹载SAR成像算法基础上,利用MATLAB和VC联合编程并选用Matcom软件将二者相关联的方法,完成了弹载SAR成像仿真软件设计。
【关键词】：弹载SAR 聚束模式成像 距离徙动校正 多普勒偏移
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 概述10
• 1.2 课题研究背景及意义10-11
• 1.3 国内外弹载SAR系统研究现状11-13
• 1.4 弹载聚束模式SAR研究历史及发展趋势13-14
• 1.5 本文主要工作14-16
• 第二章 合成孔径雷达成像系统基本原理16-25
• 2.1 合成孔径雷达简介16
• 2.2 SAR信号处理过程16-17
• 2.3 匹配滤波及脉冲压缩17-21
• 2.3.1 匹配滤波器基本性质17-19
• 2.3.2 脉冲压缩19-20
• 2.3.3 线性调频波形（LFM）20-21
• 2.4 聚束模式SAR主要特点及分辨率分析21-24
• 2.4.1 聚束模式SAR主要特点21
• 2.4.2 聚束模式SAR分辨率分析21-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 弹载SAR平飞段聚束模式成像算法研究25-32
• 3.1 弹载SAR聚束成像几何关系25-26
• 3.1.1 聚束SAR几何模型25-26
• 3.2 聚束SAR匀直运动瞬时斜距分析26
• 3.3 基于徙动校正的RD算法研究26-31
• 3.3.1 算法原理26-27
• 3.3.2 频域分析27-29
• 3.3.3 仿真实验分析29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 弹载SAR非匀速曲线弹道成像算法研究32-53
• 4.1 弹载SAR俯冲下降段PFA算法研究32-39
• 4.1.1 几何模型32-33
• 4.1.2 算法分析33-37
• 4.1.3 仿真实验分析37-39
• 4.2 弹载SAR俯冲下降段改进PFA算法研究39-45
• 4.2.1 成像算法研究39-43
• 4.2.2 仿真实验分析43-45
• 4.3 弹载SAR曲线规避段改进PFA算法研究45-51
• 4.3.1 曲线规避段成像模型45-46
• 4.3.2 曲线规避段成像算法分析46-49
• 4.3.3 仿真结果分析49-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第五章 弹载SAR仿真软件设计53-61
• 5.1 弹载SAR仿真软件设计准则和功能分析53-54
• 5.2 仿真软件设计54-56
• 5.3 软件功能展示56-59
• 5.3.1 界面展示56-58
• 5.3.2 弹载SAR仿真软件功能展示58-59
• 5.4 本章小结59-61
• 第六章 全文工作总结及展望61-63
• 6.1 全文工作总结61-62
• 6.2 下一步工作展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李悦丽;梁甸农;黎向阳;;一种改进方位向非线性CS大斜视角SAR成像算法[J];国防科技大学学报;2008年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 羌晓丹;SAR极坐标格式处理波前弯曲补偿方法研究[D];南京航空航天大学;2012年

，

本文编号：904076