基于移動激勵FDTD方法的SAR回波仿真研究
發(fā)布時間：2021-10-24 13:28
SAR自誕生起一直在遙感領域中發(fā)揮著重要作用,隨著探測水平和數(shù)據(jù)獲取能力不斷提高,對于SAR系統(tǒng)的模擬需求也越來越強烈,回波模擬在SAR系統(tǒng)模擬中發(fā)揮著巨大的作用,通常有時域和頻域兩種方法,其中時域數(shù)值方法因為其在復雜目標仿真中的高精度特點上優(yōu)于頻域方法,在目標電磁仿真中得到廣泛應用。針對電大尺寸目標,本文利用FDTD方法進行目標電磁特性仿真,并利用FDTD算法得到遠場區(qū)接收信號,進而得到SAR原始回波數(shù)據(jù)。通過成像算法得到SAR圖像來對電磁仿真以及回波模擬過程的正確性進行驗證。本文在傳統(tǒng)時域仿真FDTD方法的基礎上針對激勵源引入情況做出改進,考慮SAR仿真中平臺的運動,提出基于移動激勵的FDTD方法,提高了FDTD仿真信號的精確度,使得目標電磁仿真和實際探測過程的結合度更高。移動激勵源理論主要包括兩部分,電磁波輻射目標階段,根據(jù)雷達平臺移動方程,對激勵信號非等間隔采樣,推導在電磁波迭代時間步時刻電場和磁場的瞬時值,將移動激勵信號引入總場-散射場邊界;雷達平臺接收目標散射回波階段,需要根據(jù)電磁波傳遞過程推算FDTD仿真中遠場區(qū)距離值。從發(fā)射和接收兩個過程中引入完整的移動激勵信號。對目標...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
目標模型元胞數(shù)據(jù)
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文理想點目標的回波公式中，認為參數(shù)0 1A A 是理想狀態(tài)下，沒有噪聲干擾，即認為發(fā)射脈沖與仿真目標相互作用引入的信號增益和正交解調引入增益都為1。同時設定線性調頻信號的幅度 A 1。但是對于電磁特性仿真FDTD方法中，不存在理想點目標這一說法，因是點，也會存在直徑的體積，因此在FDTD仿真中，可以采用模擬點目行點目標的仿真實驗。模擬點目標，選用的是FDTD仿真中最小的目標也就是仿真元胞模型 Yee元胞，也就是棱長為仿真空間步長 的立型。如圖 4-8所示：
a) Sketch Up中R22直升機 b)R22模型剖分結果圖 4-14 R22直升機模型R22直升機模型仿真后經過回波疊加得到的SAR原始回波信號如圖 4-15所示：a)原始回波信號幅度信息 b) 回波信號相位信息
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FDTD的高保真SAR回波信號仿真方法[J]. 張豪杰,陳杰,楊威,李景文,曾虹程. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2016(01)
[2]基于電磁計算的三維模型SAR回波仿真[J]. 林江紅,劉尚文,舒汀,郁文賢. 信息技術. 2013(02)
[3]超高分辨率機載SAR寬帶激勵源設計與實現(xiàn)[J]. 賈穎新,王巖飛. 雷達學報. 2013(01)
[4]基于電磁散射的復雜目標SAR回波與圖像仿真[J]. 張銳,洪峻,明峰. 電子與信息學報. 2010(12)
[5]真實數(shù)據(jù)背景下的SAR運動目標回波信號模擬及應用[J]. 王琦,王巖飛. 電子與信息學報. 2003(10)
[6]FDTD法建模中激勵源的選擇與設置[J]. 李蓉,張林昌. 鐵道學報. 2001(04)
博士論文
[1]基于GEO輻射源的星機SAR成像理論與方法研究[D]. 孫稚超.電子科技大學 2017
[2]超高分辨率寬測繪帶星載SAR成像方法研究[D]. 吳元.西安電子科技大學 2016
[3]合成孔徑雷達回波仿真與圖像模擬[D]. 夏偉杰.南京航空航天大學 2010
[4]合成孔徑雷達回波信號模擬研究[D]. 岳海霞.中國科學院研究生院（電子學研究所） 2005
碩士論文
[1]合成孔徑雷達目標響應的電磁散射高效算法及成像仿真研究[D]. 王玥.電子科技大學 2018
[2]基于時域物理光學的SAR成像[D]. 趙偉.西安電子科技大學 2017
[3]基于電磁計算的雷達成像研究[D]. 張爽.西安電子科技大學 2015
[4]典型目標時域電磁散射計算及快速算法的研究[D]. 潘鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[5]機載SAR回波仿真與圖像模擬[D]. 楊薇.電子科技大學 2014
[6]雷達信號分析與仿真實現(xiàn)[D]. 朱吉霞.北京交通大學 2011
[7]合成孔徑雷達目標成像仿真研究[D]. 李偉.西安電子科技大學 2010
[8]星載SAR距離—多普勒算法研究[D]. 王國喜.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[9]合成孔徑雷達系統(tǒng)參數(shù)設計、回波仿真及應用研究[D]. 段秋萍.中國科學院研究生院（電子學研究所） 2007
[10]基于FPGA的機載SAR回波信號模擬研究[D]. 李晉.電子科技大學 2006
本文編號：3455367
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
目標模型元胞數(shù)據(jù)
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文理想點目標的回波公式中，認為參數(shù)0 1A A 是理想狀態(tài)下，沒有噪聲干擾，即認為發(fā)射脈沖與仿真目標相互作用引入的信號增益和正交解調引入增益都為1。同時設定線性調頻信號的幅度 A 1。但是對于電磁特性仿真FDTD方法中，不存在理想點目標這一說法，因是點，也會存在直徑的體積，因此在FDTD仿真中，可以采用模擬點目行點目標的仿真實驗。模擬點目標，選用的是FDTD仿真中最小的目標也就是仿真元胞模型 Yee元胞，也就是棱長為仿真空間步長 的立型。如圖 4-8所示：
a) Sketch Up中R22直升機 b)R22模型剖分結果圖 4-14 R22直升機模型R22直升機模型仿真后經過回波疊加得到的SAR原始回波信號如圖 4-15所示：a)原始回波信號幅度信息 b) 回波信號相位信息
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FDTD的高保真SAR回波信號仿真方法[J]. 張豪杰,陳杰,楊威,李景文,曾虹程. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2016(01)
[2]基于電磁計算的三維模型SAR回波仿真[J]. 林江紅,劉尚文,舒汀,郁文賢. 信息技術. 2013(02)
[3]超高分辨率機載SAR寬帶激勵源設計與實現(xiàn)[J]. 賈穎新,王巖飛. 雷達學報. 2013(01)
[4]基于電磁散射的復雜目標SAR回波與圖像仿真[J]. 張銳,洪峻,明峰. 電子與信息學報. 2010(12)
[5]真實數(shù)據(jù)背景下的SAR運動目標回波信號模擬及應用[J]. 王琦,王巖飛. 電子與信息學報. 2003(10)
[6]FDTD法建模中激勵源的選擇與設置[J]. 李蓉,張林昌. 鐵道學報. 2001(04)
博士論文
[1]基于GEO輻射源的星機SAR成像理論與方法研究[D]. 孫稚超.電子科技大學 2017
[2]超高分辨率寬測繪帶星載SAR成像方法研究[D]. 吳元.西安電子科技大學 2016
[3]合成孔徑雷達回波仿真與圖像模擬[D]. 夏偉杰.南京航空航天大學 2010
[4]合成孔徑雷達回波信號模擬研究[D]. 岳海霞.中國科學院研究生院（電子學研究所） 2005
碩士論文
[1]合成孔徑雷達目標響應的電磁散射高效算法及成像仿真研究[D]. 王玥.電子科技大學 2018
[2]基于時域物理光學的SAR成像[D]. 趙偉.西安電子科技大學 2017
[3]基于電磁計算的雷達成像研究[D]. 張爽.西安電子科技大學 2015
[4]典型目標時域電磁散射計算及快速算法的研究[D]. 潘鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[5]機載SAR回波仿真與圖像模擬[D]. 楊薇.電子科技大學 2014
[6]雷達信號分析與仿真實現(xiàn)[D]. 朱吉霞.北京交通大學 2011
[7]合成孔徑雷達目標成像仿真研究[D]. 李偉.西安電子科技大學 2010
[8]星載SAR距離—多普勒算法研究[D]. 王國喜.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[9]合成孔徑雷達系統(tǒng)參數(shù)設計、回波仿真及應用研究[D]. 段秋萍.中國科學院研究生院（電子學研究所） 2007
[10]基于FPGA的機載SAR回波信號模擬研究[D]. 李晉.電子科技大學 2006
本文編號：3455367
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3455367.html
