基于相位恢复理论的SAR目标重建方法

发布时间：2017-09-06 17:11

  本文关键词：基于相位恢复理论的SAR目标重建方法

  更多相关文章： 合成孔径雷达 SAR目标重建 相位补偿 相位梯度自聚焦算法 相位恢复算法 过采样平滑算法

【摘要】：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有在全天时、全天候、远距离条件下对目标进行高分辨率成像的能力,在遥感、预警、侦察、警戒等诸多领域发挥着重要作用。对于相干成像的SAR系统,SAR成像结果和接受信号的相位之间存在紧密联系,SAR回波精确的相位同步是SAR图像良好聚焦的关键,但是由于雷达平台的随机运动以及电磁波在大气湍流和对流层中传播的影响导致SAR回波中存在相位误差,因而造成图像散焦。因此,针对上述原因所造成的SAR数据的相位补偿研究意义重大。本文主要研究了基于相位恢复(Phase Retrieval,PR)理论的SAR目标重建方法。主要内容如下:首先,介绍了本文的研究背景及意义,SAR相位补偿方法的研究现状,论述了SAR成像的基本原理及距离多普勒算法,分析了雷达平台的随机运动以及电磁波的传播效应对SAR回波特性的影响,并简单介绍了相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)算法。其次,阐述了PR算法的原理及其发展应用,介绍了两种经典PR算法-误差减少(ER)算法和混合输入输出(HIO)算法,针对上述两种经典PR算法应用于SAR信号相位恢复的不足之处,提出把改进的PR算法-过采样平滑(Oversampling Smoothness,OSS)算法应用于SAR信号相位恢复问题,接着分析了PR算法应用于SAR目标重建的可行性,通过与PGA算法的对比分析,验证了OSS算法应用于SAR数据的优越性。最后,介绍了SAR相位误差的具体形式,通过仿真将OSS算法和经典PR算法对SAR成像目标的恢复结果进行了对比分析,分析了改变滤波器参数?对SAR目标恢复效果的影响,通过计算机仿真数据给出了对比结果,在OSS算法的迭代过程中利用SAR信号存在误差的先验相位信息来恢复目标,并且和未利用先验相位信息的恢复结果进行了对比,计算机仿真数据表明了该方法的有效性。
【关键词】：合成孔径雷达 SAR目标重建 相位补偿 相位梯度自聚焦算法 相位恢复算法 过采样平滑算法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 SAR相位误差补偿技术的研究现状10-11
• 1.3 相位恢复算法概述11-13
• 1.4 本文的主要内容13-15
• 第2章 SAR成像与相位梯度自聚焦算法基本原理15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 SAR静止目标回波模型15-18
• 2.3 距离多普勒算法18-22
• 2.3.1 距离多普勒算法19-20
• 2.3.2 成像算法仿真20-22
• 2.4 雷达平台的随机运动对SAR回波特性的影响分析22-25
• 2.4.1 雷达平台的位置误差对SAR回波特性的影响分析22-25
• 2.4.2 计算机仿真分析25
• 2.5 相位梯度自聚焦算法原理25-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第3章 相位恢复算法原理及其应用于SAR成像的可行性分析29-45
• 3.1 引言29-30
• 3.2 相位恢复基本原理30-31
• 3.2.1 相位恢复理论模型30
• 3.2.2 相位恢复的唯一性30-31
• 3.3 经典相位恢复算法31-34
• 3.3.1 误差减少算法31-33
• 3.3.2 混合输入输出算法33-34
• 3.4 过采样平滑(OSS)算法34-36
• 3.5 相位恢复算法应用于SAR成像的可行性分析36-42
• 3.5.1 理论可行性分析37-40
• 3.5.2 计算机仿真分析40-42
• 3.6 OSS算法与PGA算法的聚焦性能对比分析42-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 基于OSS算法的SAR目标成像方法45-59
• 4.1 引言45-46
• 4.2 基于OSS算法的地面场景目标SAR成像46-49
• 4.2.1 相位误差具体形式分析46-47
• 4.2.2 地面场景目标成像仿真结果及分析47-49
• 4.3 基于OSS算法的海上场景目标SAR成像49-58
• 4.3.1 理想场景目标成像仿真结果及分析50-52
• 4.3.2 非理想海面场景目标成像仿真结果及分析52-54
• 4.3.3 改变滤波器参数? 对目标恢复效果的影响分析54-57
• 4.3.4 使用先验相位信息对目标恢复效果的影响分析57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-67
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果67-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 宋琳;曹吉海;;基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建方法[J];科技导报;2008年13期

2 石守元,葛德彪;二维有耗介质目标重建的Newtoin迭代方法[J];微波学报;1998年01期

3 周子超;李重阳;;微波近场成像方法研究[J];火控雷达技术;2010年04期

4 刘艳丽;李廉林;李芳;;有耗媒质中目标的无相位衍射层析成像方法[J];电子学报;2011年06期

5 ;[J];;年期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张春晖;基于信息融合的目标检测和PET目标重建方法[D];西安电子科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 周秋晓;基于相位恢复理论的SAR目标重建方法[D];燕山大学;2016年

，

本文编号：804386