【摘要】：微波成像技術是一種主動的航天、航空遙感手段,具有全天時、全天候工作的特點。在環(huán)境保護、災害監(jiān)測、海洋觀測、資源勘探、軍事偵察等方面有著廣泛的應用,目前已成為高分辨率對地觀測和全球資源管理的重要手段之一。合成孔徑雷達三維成像(Three-Dimensional Synthetic Aperture Radar Imaging,3D-SAR)是在常規(guī)二維SAR成像基礎上發(fā)展起來的一種新型微波成像技術�；谙∈桕嚵刑炀�的3D-SAR成像技術是實現(xiàn)3D-SAR高分辨成像的重要方式之一,稀疏陣列3D-SAR成像技術降低了系統(tǒng)的成本和復雜度,基于壓縮感知的稀疏陣列3D-SAR成像技術有效抑制了跨航向的旁瓣,提高了成像質量,因此成為近些年來SAR領域研究的熱點之一。本文主要針對陣列優(yōu)化和稀疏成像算法展開研究,主要研究工作如下:1、介紹了冪級數(shù)多項式法的基本原理和步驟,分析了該方法的優(yōu)點和局限性,介紹了壓縮感知的基本原理及常見的幾種壓縮感知的方法,分析了幾種方法的優(yōu)缺點。研究了3D-SAR成像的幾何模型和信號模型,給出了發(fā)射信號表達式,并從發(fā)射信號的表達式推導出了回波信號的表達式,然后詳細分析了三個維度的分辨特性。2、研究了兩種常規(guī)陣列天線下視3D-SAR的成像算法。首先研究了三維距離多普勒(Range Doppler,RD)算法,給出了三維RD算法的流程圖,并根據(jù)流程圖詳細推導了該算法三個維度進行聚焦處理的公式,對算法進行了點目標仿真來驗證算法的有效性。然后研究了三維后向投影(Back-Projection,BP)成像算法,給出了該算法的流程圖,簡要介紹了該算法的思想,給出了該算法的多普勒相位補償因子,并用仿真實驗對算法的有效性進行了驗證,給出了點目標的三維立體圖、每個維度的截面圖和響應函數(shù),分析了三個維度的分辨特性。3、發(fā)展了一種陣列優(yōu)化方法和一種稀疏陣列下視3D-SAR成像算法。第一種,首先通過冪級數(shù)多項式法對陣列進行優(yōu)化,根據(jù)本文介紹的步驟計算出發(fā)射陣列和接收陣列的數(shù)目,然后結合三維BP算法進行驗證,通過仿真實驗驗證天線陣列優(yōu)化的結果,將該結果與滿陣的仿真結果作比較;第二種,基于壓縮感知的稀疏天線陣列下視3D-SAR成像算法,天線陣列隨機進行稀疏,以本文介紹的常規(guī)天線陣列下視3D-SAR成像算法為基礎,運用正交匹配追蹤算法對跨航向數(shù)據(jù)進行重構,利用點目標仿真實驗進行算法驗證,給出了點目標的三維立體圖,并取出兩個點目標詳細分析,給出了這兩個點目標三個維度的截面圖和響應函數(shù),并對成像結果進行了詳細分析。
【圖文】：

-SAR成像算法是研究稀疏陣列天線陣列天線下視3D-SAR成像之前先本章研究了兩種經(jīng)典的常規(guī)算法：法的流程圖，，推導從回波信號到高進行仿真驗證，給出仿真的點目標析；然后研究三維BP算法，分析三通過仿真實驗對算法的有效性進行響應函數(shù)，對仿真結果進行分析。法，三維 RD 算法是在二維 RD 算 算法相同，對高程向、航跡向、跨和高效性，三維 RD 算法的流程圖回波信號跨航向IFFT

對上述九個點目標進行仿真驗證，得到如圖4-2 所示的三維立體仿真圖。由圖 4-2 可以看出該算法可以將點目標區(qū)分開且仿真圖中點目標的位置與所設點目標的位置一致，三維 RD 算法的有效性由此可以得到證明。圖 4-2 點目標三維立體圖Fig.4-2 Point target three-dimensional map為了更加直觀的分析該算法的性能指標。下面取位于對角線上的兩個點目標 P1、P6 進行詳細的性能分析，圖 4-3 和圖 4-5 分別給出了點目標 P1、P6 的跨航向、航跡向、高程向三個維度的截面圖，圖 4-4 和圖 4-6 分別給出了點目標 P1、P6 三個維度的響應函數(shù)，表 4-3 給出了點目標 P1、P6 三個維度的分辨率、積分旁瓣比、峰值旁瓣比。更加清楚明了的證明了三維 RD 算法的有效性。21
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.52

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

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2 楊真真;楊震;孫林慧;;信號壓縮重構的正交匹配追蹤類算法綜述[J];信號處理;2013年04期

3 劉記紅;黎湘;徐少坤;莊釗文;;基于改進正交匹配追蹤算法的壓縮感知雷達成像方法[J];電子與信息學報;2012年06期

4 滕秀敏;李道京;;機載交軌稀疏陣列天線雷達的下視三維成像處理[J];電子與信息學報;2012年06期

5 葉蔭;劉光炎;孟U

本文編號：2614107