机载SAR回波模拟技术研究与实现

摘要

本文以某合成孔径雷达 SAR( Synthetic Aperture Radar)系统研制的项目为背景，研究了机载SAR模拟技术。SAR模拟技术包括了SAR图像模拟和SAR原始回波信号模拟。SAR图像模拟的关键是准确地获取目标的RCS，而SAR原始回波信号模拟的主要研究重点则是回波生成算法的效率、精度以及逼真地反映实际情况。本文研究的具体内容如下：
　　1、介绍了机载SAR回波模拟的基本原理，推导了点目标和扩展目标的机载SAR回波表达式，并分析了SAR系统的关键参数，最后概述了提取目标散射特征的方法和机载平台的运动模型。
　　2、合成孔径雷达是依靠由物体的电磁散射特性和电磁波的传输特性来获取目标的几何信息的。首先给出了目标RCS的定义，然后根据中心散射理论和物理光学法计算了复杂目标的RCS，并根据RCS数据进行了SAR回波模拟和成像，较好地重建了目标的几何图形。
　　3、在合成孔径雷达的理论基础上，研究了轨迹偏移下的机载 SAR的回波模拟算法，并与二维频域算法的精度进行了对比，证明算法的精度。最后分析了轨迹偏移和随机相位误差对成像质量的影响。
　　4、搭建了一套机载 SAR原始回波信号的模拟平台，该平台包括了硬件平台和软件平台，硬件平台主要用于SAR回波算法的实现（等距离环判断、系统冲击函数计算、快速卷积等），软件平台则是对回波数据进行评估。
　　5、最后通过实验数据，分别从回波信号的统计特征、成像质量技术指标以及耗时分析等几个方面对模拟器进行了评估。证明了模拟器的准确性和高效性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1论文的研究背景及意义

1.2 SAR模拟技术发展现状

1.3本文各章节内容安排

第二章 机载SAR回波模拟的基本原理

2.1前言

2.2机载SAR回波分析

2.3系统参数分析

2.4目标的散射模型

2.5机载平台的运动模型

2.6小结

第三章 雷达目标的散射特征分析

3.1 前言

3.2 RCS的定义及RCS计算方法

3.3复杂目标的RCS计算

3.4 小结

第四章 非理想情况下的机载SAR回波分析

4.1前言

4.2轨迹偏移下的机载SAR回波模拟算法

4.3轨迹偏移对成像质量分析

4.4随机相位误差

4.5轨迹偏移对成像影响仿真结果

4.6随机相位对成像影响仿真结果

4.7小结

第五章 机载SAR回波模拟的实现

5.1前言

5.2 机载SAR回波模拟算法

5.3 机载SAR回波模拟器设计与实现

5.4 小结

第六章 机载SAR回波模拟器的性能评估

6.1 前言

6.2回波信号的统计特征

6.3回波信号的质量评估

6.4模拟器用时分析

6.5 小结

第七章 总结和展望

7.1全文总结

7.2对未来工作的展望

致谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果