基于電磁模型的大斜視SAR成像研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-04 09:58
合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種不受天氣、光照等條件限制,并且依靠主動(dòng)發(fā)射電磁波實(shí)現(xiàn)遙感探測(cè)的傳感器,它可以通過不同類型的載體得到不同斜視角度和頻率情況下分辨率較高的感興趣物體的雷達(dá)圖像,在民用以及軍用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于一般的正側(cè)視及低斜視(斜視角度不大于45°)SAR回波信號(hào)的處理,一般的SAR成像處理算法即可達(dá)到成像要求;但是對(duì)于大斜視模式(斜視角大于45°)SAR成像,斜視角的增大將會(huì)帶來SAR成像處理的復(fù)雜度,傳統(tǒng)的SAR成像技術(shù)難以滿足成像要求。因此,論文通過研究大斜視SAR信號(hào)模型以及SAR回波特征,對(duì)相關(guān)SAR成像技術(shù)展開了研究。另一方面,對(duì)于斜視SAR成像算法的研究,一般主要聚焦在算法的提出和基于點(diǎn)目標(biāo)或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,而對(duì)于粗糙海面與目標(biāo)及其復(fù)合場(chǎng)景的斜視SAR成像仿真很少。將SAR圖像仿真技術(shù)應(yīng)用在粗糙海面與目標(biāo)及其復(fù)合場(chǎng)景中,不僅可以促進(jìn)更好地理解電磁波與目標(biāo)的相互作用機(jī)理,而且也為海洋遙感、目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別以及SAR圖像解譯等方面奠定了基礎(chǔ)。論文主要圍繞斜視情況下的復(fù)雜場(chǎng)景與目標(biāo)回波模型的建立以及...
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 SAR國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.1 SAR成像技術(shù)發(fā)展概述
1.2.2 斜視SAR成像算法發(fā)展概況
1.2.3 粗糙海面與目標(biāo)及其復(fù)合場(chǎng)景電磁散射模型
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容和工作安排
1.4 論文的主要貢獻(xiàn)以及創(chuàng)新之處
第二章 SAR的工作原理及基礎(chǔ)算法概述
2.1 引言
2.2 SAR成像技術(shù)基礎(chǔ)
2.2.1 SAR成像模式
2.2.2 SAR高分辨原理
2.2.3 線性調(diào)頻信號(hào)與脈沖壓縮
2.3 SAR成像基礎(chǔ)算法概述
2.3.1 距離-多普勒成像算法
2.3.2 波數(shù)域成像算法
2.3.3 線頻調(diào)變標(biāo)成像算法
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于電磁散射特征的目標(biāo)SAR圖像仿真
3.1 引言
3.2 解線頻調(diào)原理
3.3 大斜視聚束SAR信號(hào)模型
3.3.1 回波信號(hào)模型
3.3.2 GO-PO混合方法
3.4 算法簡(jiǎn)述
3.4.1 傳統(tǒng)的FS算法
3.4.2 改進(jìn)的FS算法
3.5 傳統(tǒng)的FS算法和改進(jìn)的FS算法的性能比較
3.6 復(fù)雜艦船目標(biāo)的SAR圖像仿真
3.6.1 不同入射角及方位角情形下的SAR圖像比較
3.6.2 不同斜視角情況下的SAR圖像比較
3.7 本章小結(jié)
第四章 海面及其上目標(biāo)的復(fù)合場(chǎng)景斜視SAR圖像仿真
4.1 引言
4.2 基于散射模型的海面斜視SAR成像
4.2.1 海面散射模型的建立
4.2.2 CWMFSM的有效性驗(yàn)證和分析
4.2.3 海面SAR回波的生成
4.2.4 海面斜視SAR圖像的仿真與結(jié)果分析
4.3 粗糙海面以及其上艦船目標(biāo)復(fù)合場(chǎng)景的散射特征估計(jì)
4.4 復(fù)合場(chǎng)景的斜視SAR圖像仿真
4.5 本章小結(jié)
第五章 基于改進(jìn)的RD算法的大斜視SAR回波處理
5.1 引言
5.2 斜視SAR信號(hào)分析
5.2.1 斜視SAR系統(tǒng)幾何模型和信號(hào)模型
5.2.2 方位相位分析
5.3 改進(jìn)的RD算法原理
5.3.1 預(yù)處理
5.3.2 距離向壓縮
5.3.3 方位向壓縮
5.3.4 幾何校正
5.4 仿真實(shí)例及其結(jié)果分析
5.4.1 理想點(diǎn)目標(biāo)的仿真
5.4.2 復(fù)雜艦船目標(biāo)的應(yīng)用
5.5 本章小結(jié)
第六章 改進(jìn)的四階SPECAN算法的大斜視彈載SAR成像
6.1 引言
6.2 大斜視彈載SAR幾何模型以及相位誤差分析
6.2.1 大斜視幾何模型和信號(hào)模型
6.2.2 相位誤差分析
6.3 原始的SPECAN成像算法
6.4 改進(jìn)的SPECAN成像算法
6.4.1 預(yù)處理
6.4.2 方位向處理
6.4.3 距離向處理
6.5 仿真結(jié)果和討論
6.5.1 點(diǎn)目標(biāo)的大斜視SAR圖像仿真
6.5.2 改進(jìn)算法在復(fù)雜目標(biāo)大斜視SAR中的應(yīng)用
6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)束語
7.1 工作總結(jié)
7.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]合成孔徑雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于星載平臺(tái)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 謝輝,趙強(qiáng),曾祥能. 艦船電子對(duì)抗. 2019(01)
[2]合成孔徑雷達(dá)成像RD算法仿真實(shí)驗(yàn)[J]. 黃峣,尹春雷,程瀟. 四川兵工學(xué)報(bào). 2014(05)
[3]大斜視機(jī)載聚束SAR時(shí)域校正距離走動(dòng)的頻率尺度成像算法[J]. 左偉華,皮亦鳴,閔銳. 電子學(xué)報(bào). 2013(09)
[4]彈載SAR大斜視SPECAN成像算法[J]. 張剛,楊立波,祝明波,李相平. 無線電工程. 2012(11)
[5]斜視SAR分?jǐn)?shù)階距離多普勒成像算法[J]. 李昕,邢麗坤. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(13)
[6]星載SAR滑動(dòng)聚束模式三步擴(kuò)展算法[J]. 楊威,李春升,陳杰,王鵬波. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]基于SPECAN處理的斜視SAR實(shí)時(shí)成像算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李學(xué)仕,梁毅,李蓓蕾,邢孟道,張亢. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(12)
[8]彈載斜視SAR成像的改進(jìn)波數(shù)域算法[J]. 肖忠源,徐華平,李春升. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(06)
[9]高斯粗糙面與臨空目標(biāo)復(fù)合電磁散射的KH-MoM解[J]. 李西敏,童創(chuàng)明,付樹洪,李晶晶. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[10]介質(zhì)粗糙面上目標(biāo)后向散射的高效混合算法[J]. 張曉燕,盛新慶. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
博士論文
[1]動(dòng)態(tài)海面及其上目標(biāo)復(fù)合電磁散射與多普勒譜研究[D]. 陳琿.西安電子科技大學(xué) 2012
[2]隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)復(fù)合電磁散射的數(shù)值計(jì)算方法[D]. 葉紅霞.復(fù)旦大學(xué) 2007
本文編號(hào):3727570
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 SAR國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.1 SAR成像技術(shù)發(fā)展概述
1.2.2 斜視SAR成像算法發(fā)展概況
1.2.3 粗糙海面與目標(biāo)及其復(fù)合場(chǎng)景電磁散射模型
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容和工作安排
1.4 論文的主要貢獻(xiàn)以及創(chuàng)新之處
第二章 SAR的工作原理及基礎(chǔ)算法概述
2.1 引言
2.2 SAR成像技術(shù)基礎(chǔ)
2.2.1 SAR成像模式
2.2.2 SAR高分辨原理
2.2.3 線性調(diào)頻信號(hào)與脈沖壓縮
2.3 SAR成像基礎(chǔ)算法概述
2.3.1 距離-多普勒成像算法
2.3.2 波數(shù)域成像算法
2.3.3 線頻調(diào)變標(biāo)成像算法
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于電磁散射特征的目標(biāo)SAR圖像仿真
3.1 引言
3.2 解線頻調(diào)原理
3.3 大斜視聚束SAR信號(hào)模型
3.3.1 回波信號(hào)模型
3.3.2 GO-PO混合方法
3.4 算法簡(jiǎn)述
3.4.1 傳統(tǒng)的FS算法
3.4.2 改進(jìn)的FS算法
3.5 傳統(tǒng)的FS算法和改進(jìn)的FS算法的性能比較
3.6 復(fù)雜艦船目標(biāo)的SAR圖像仿真
3.6.1 不同入射角及方位角情形下的SAR圖像比較
3.6.2 不同斜視角情況下的SAR圖像比較
3.7 本章小結(jié)
第四章 海面及其上目標(biāo)的復(fù)合場(chǎng)景斜視SAR圖像仿真
4.1 引言
4.2 基于散射模型的海面斜視SAR成像
4.2.1 海面散射模型的建立
4.2.2 CWMFSM的有效性驗(yàn)證和分析
4.2.3 海面SAR回波的生成
4.2.4 海面斜視SAR圖像的仿真與結(jié)果分析
4.3 粗糙海面以及其上艦船目標(biāo)復(fù)合場(chǎng)景的散射特征估計(jì)
4.4 復(fù)合場(chǎng)景的斜視SAR圖像仿真
4.5 本章小結(jié)
第五章 基于改進(jìn)的RD算法的大斜視SAR回波處理
5.1 引言
5.2 斜視SAR信號(hào)分析
5.2.1 斜視SAR系統(tǒng)幾何模型和信號(hào)模型
5.2.2 方位相位分析
5.3 改進(jìn)的RD算法原理
5.3.1 預(yù)處理
5.3.2 距離向壓縮
5.3.3 方位向壓縮
5.3.4 幾何校正
5.4 仿真實(shí)例及其結(jié)果分析
5.4.1 理想點(diǎn)目標(biāo)的仿真
5.4.2 復(fù)雜艦船目標(biāo)的應(yīng)用
5.5 本章小結(jié)
第六章 改進(jìn)的四階SPECAN算法的大斜視彈載SAR成像
6.1 引言
6.2 大斜視彈載SAR幾何模型以及相位誤差分析
6.2.1 大斜視幾何模型和信號(hào)模型
6.2.2 相位誤差分析
6.3 原始的SPECAN成像算法
6.4 改進(jìn)的SPECAN成像算法
6.4.1 預(yù)處理
6.4.2 方位向處理
6.4.3 距離向處理
6.5 仿真結(jié)果和討論
6.5.1 點(diǎn)目標(biāo)的大斜視SAR圖像仿真
6.5.2 改進(jìn)算法在復(fù)雜目標(biāo)大斜視SAR中的應(yīng)用
6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)束語
7.1 工作總結(jié)
7.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]合成孔徑雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于星載平臺(tái)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 謝輝,趙強(qiáng),曾祥能. 艦船電子對(duì)抗. 2019(01)
[2]合成孔徑雷達(dá)成像RD算法仿真實(shí)驗(yàn)[J]. 黃峣,尹春雷,程瀟. 四川兵工學(xué)報(bào). 2014(05)
[3]大斜視機(jī)載聚束SAR時(shí)域校正距離走動(dòng)的頻率尺度成像算法[J]. 左偉華,皮亦鳴,閔銳. 電子學(xué)報(bào). 2013(09)
[4]彈載SAR大斜視SPECAN成像算法[J]. 張剛,楊立波,祝明波,李相平. 無線電工程. 2012(11)
[5]斜視SAR分?jǐn)?shù)階距離多普勒成像算法[J]. 李昕,邢麗坤. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(13)
[6]星載SAR滑動(dòng)聚束模式三步擴(kuò)展算法[J]. 楊威,李春升,陳杰,王鵬波. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]基于SPECAN處理的斜視SAR實(shí)時(shí)成像算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李學(xué)仕,梁毅,李蓓蕾,邢孟道,張亢. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(12)
[8]彈載斜視SAR成像的改進(jìn)波數(shù)域算法[J]. 肖忠源,徐華平,李春升. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(06)
[9]高斯粗糙面與臨空目標(biāo)復(fù)合電磁散射的KH-MoM解[J]. 李西敏,童創(chuàng)明,付樹洪,李晶晶. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[10]介質(zhì)粗糙面上目標(biāo)后向散射的高效混合算法[J]. 張曉燕,盛新慶. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
博士論文
[1]動(dòng)態(tài)海面及其上目標(biāo)復(fù)合電磁散射與多普勒譜研究[D]. 陳琿.西安電子科技大學(xué) 2012
[2]隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)復(fù)合電磁散射的數(shù)值計(jì)算方法[D]. 葉紅霞.復(fù)旦大學(xué) 2007
本文編號(hào):3727570
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