星载合成孔径雷达分布目标回波原始数据的频域模拟

摘要

星载合成孔径雷达(SAR)模拟技术是关于SAR信号、SAR回波和SAR系统各部分性能的全面模拟,在SAR的研究与发展中具有重要的作用.SAR原始回波数据的模拟是SAR模拟中的重要内容.该文对星载SAR原始回波数据进行了深入的研究,探求了一种较为快速的基于频域的分布目标原始回波数据的模拟方法.其主要内容如下:1、在回顾星载SAR的基本理论基础上给出了求解回波信号时必须建立的地球和轨道模型.在传统的星载SAR问题的研究中,地球采用球模型,轨道采用圆轨道模型,这给星载SAR问题的计算带来了一定的误差.该文给出了更为准确的地球模型、坐标系和轨道模型.2、讨论了星载SAR回波信号生成算法.该文提出了一种时域的模拟方法来模拟点目标和点阵目标,该方法能够精确的生成SAR回波信号.算法的关键之处是目标与雷达之间距离的计算,文中给出了椭圆轨道下精确的斜距计算方法.但该方法的主要的缺点是计算量过大,不适合产生分布目标的回波信号.因此该文又给出了一种基于频域的回波信号生成算法,该算法能够在满足一定条件下利用二维FFT运算快速产生分布目标的回波信号,具有较高的计算效率.3、给出并分析了模拟实验结果.文中针对理想点目标进行了模拟,并对距离徙动现象进行了校正,经过距离向和方位向的压缩后获得了满意的点目标和图像,该文用同样的方法模拟了点阵目标.文章的最后给出了一个人造三维几何体的模拟图像,并对阴影效果进行了模拟,经过分析该阴影与实际情况相符.另外我们还对所得图像进行灰度直方图统计,分析表明得到的实验结果与理论结果一致.

目录

文摘

英文文摘

研究成果声明和关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

§1.1合成孔径雷达历史

§1.2合成孔径雷达模拟技术发展概况

1.2.1 星载SAR模拟技术的意义

1.2.2星载SAR模拟技术的发展

§1.3星载合成孔径雷达模拟方法概述

1.3.1 星载SAR图像的模拟方法

1.3.2 SAR原始回波信号的模拟方法

§1.4论文研究的目的与主要内容

1.4.1论文研究的主要目的和贡献

1.4.2论文的主要内容

第二章星载合成孔径雷达模拟技术的原理

§2.1 SAR原理分析

2.1.1 SAR侧视成像几何关系

2.1.2合成孔径原理

§2.2 SAR回波的数学模型

§2.3星载SAR回波模拟系统

2.3.1 SAR系统模型

2.3.2 SAR平台运动模型

2.3.3地面目标模型

2.3.4 SAR成像处理模型

§2.4距离徙动及其校正

第三章地球和轨道模型

§3.1地球椭球模型

§3.2轨道模型

§3.3空间坐标系

3.3.1空间坐标系的选取

3.3.2坐标系之间的转换关系

第四章星载SAR回波信号目标模型

§4.1星载SAR成像目标分类

§4.2点目标及点阵目标模型

§4.3分布目标模型

4.3.1分布目标的散射模型

4.3.2分布目标模拟的几何模型

第五章星载SAR原始回波信号生成算法

§5.1星载SAR点目标回波信号生成算法

5.1.1星载SAR点目标回波信号数学模型

5.1.2瞬时斜距的计算

5.1.3星载SAR点目标回波数据模拟方法

§5.2星载SAR分布目标回波信号生成算法

5.2.1星载SAR回波信号频域模拟的理论模型

5.2.2后向散射系数的模拟

第六章模拟实验结果及分析

§6.1点目标回波信号模拟实验结果及分析

6.1.1理想点目标回波信号模拟

6.1.2点阵目标回波信号模拟实验结果及分析

§6.2分布目标回波信号模拟实验结果及分析

6.2.1产生原始回波数据

6.2.2模拟结果与分析

总结

参考文献

攻读硕士期间完成的论文

致射