多载波雷达合成孔径成像技术研究

发布时间：2020-06-24 13:14

【摘要】：合成孔径成像作为一种重要的遥感、探测手段,在军事和民用领域都发挥着关键的作用,随着SAR技术的日新月异,对SAR图像分辨率的要求也不断提高。本文旨在对多载波信号形式的雷达进行合成孔径成像中的相关问题开展研究,以有效抑制成像中距离分辨单元间的相互干扰,主要的工作如下:1.研究合成孔径成像技术基础,包括SAR的基本原理,合成孔径长度、距离向分辨率和方位分辨率等重要参数,用信号处理模型解释合成孔径成像的工作原理,结合仿真介绍距离多普勒算法,并分析多普勒参数估计的方法。2.研究雷达探测中的脉冲压缩技术,包括脉冲压缩原理及时域、频域实现的方法,并对几种常见脉冲压缩信号的特点及存在的问题进行了分析。借鉴无线通信中的OFDM技术并利用Zadoff-Chu序列的相关性质,实现一种基于多载波调制的脉冲压缩方法,通过仿真验证该方法的理想脉冲压缩效果。3.将基于循环前缀的OFDM技术应用于雷达成像中,实现一种多载波雷达合成孔径成像方法。通过对收发信号模型、循环前缀长度及离散时间信号形式的研究,建立基于循环前缀的多载波信号模型,对能实现理想脉冲压缩效果的距离向处理方法进行分析。此外,结合仿真对用于正交多载波调制的复序列及循环前缀长度的影响进行讨论。4.提出一种多载波雷达合成孔径成像系统的仿真实现方案,基于条带式正侧视SAR的空间几何模型建立用于仿真的回波信号模型,按照成像处理算法流程实现仿真。通过对比使用RD算法的传统LFM成像方法和循环前缀不足的OFDM成像方法,完成对成像结果的分析。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.52
【图文】：

流程图,距离多普勒算法,流程,方位

调频信号的形式，但 ( , ) ( , )sh x r h x r的包络在两个方向维度上都是sinc 函数理想的单位冲激函数 ( x, y)，会对成像的效果造成影响，需要做进一步的旁瓣2.3 距离多普勒成像算法和仿真距离多普勒(RD)算法[18][19]作为 SAR 成像处理中最经典的算法，在各种 SA是正侧视模式中被广泛应用。距离多普勒算法的原理是将二维信号处理的过程的处理过程，即分别进行距离向的相关处理和方位向的相关处理。接收到回波离向进行压缩，再将距离压缩后的信号沿方位向做傅里叶变换，在频域进行插校正以及利用方位向参考函数完成方位向的压缩。因为方位向的频率是多普勒在沿方位向做完傅里叶变换后所处的域称作距离多普勒域。作为成像算法中的徙动校正的步骤就在距离多普勒域中进行，该成像方法也因此被称作距离多普法的流程图如图 2.5 所示，主要包括距离向压缩、距离徙动校正、方位向压缩这原始数据距离向FFT 距离向IFFT距离压缩参考函数(FFT)

图像,方位,参考函数,距离徙动

21( ) exp[ 2 ( )]2r cf t j f t Kt， ( 2 2T T t 距离压缩使用同样的参考函数在各个方位向分别进 2.6 所示。300 400 500 6000 100 200 300050100150200250缩前 (b)脉冲压缩图 2. 6 同一方位向上距离压缩前后的信号距离向压缩，未校正距离徙动的图像-400

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