本文關(guān)鍵詞：非均勻快速傅里葉變換及其在SAR成像中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：合成孔徑雷達(SAR)是一種高分辨率微波成像雷達,利用雷達平臺沿航向的運動形成合成孔徑對地面目標(biāo)成像。在成像過程中,雷達平臺自身運動和環(huán)境等因素影響一方面會導(dǎo)致回波數(shù)據(jù)中距離向和方位向的耦合,給后續(xù)信號處理增加難度;另一方面導(dǎo)致空間采樣在很多情況下不均勻,使用傳統(tǒng)的雷達成像方法處理會使成像結(jié)果存在很大誤差。非均勻快速傅里葉變換(NUFFT)算法主要針對非均勻數(shù)據(jù)進行插值、過采樣FFT和加窗處理,得到均勻分布的結(jié)果,在SAR成像處理中有很好的實用性。本文主要針對非均勻采樣SAR數(shù)據(jù),采用NUFFT算法進行處理,給出了NUFFT在非均勻采樣SAR處理中的公式,并將其應(yīng)用于非均勻采樣SAR數(shù)據(jù)的距離徙動校正中,同時實現(xiàn)了方位向相位誤差校正,提高了圖像的成像質(zhì)量。通過理論推導(dǎo)和仿真數(shù)據(jù)處理證明了該方法的有效性和可行性。本文的主要工作如下:(1)分析了SAR在距離向和方位向的成像原理,對RD、CS和?K等三種經(jīng)典算法進行了分析,并進行了點目標(biāo)仿真驗證。從算法計算量和精度出發(fā),重點研究了去除距離徙動對各種算法的影響,并進行了仿真驗證,為NUFFT算法應(yīng)用其中提供理論基礎(chǔ)。(2)通過對NDFT相關(guān)問題的研究了介紹了NUFFT算法的原理,并推導(dǎo)了基于高斯窗函數(shù)的NUFFT算法的公式,同標(biāo)準(zhǔn)FFT算法進行了復(fù)雜度比較和誤差分析。在此基礎(chǔ)上使用NUFFT算法分別對單頻和多頻非均勻采樣信號進行處理,給出了誤差分析,并同F(xiàn)FT算法直接處理結(jié)果進行了對比,驗證了NUFFT算法實現(xiàn)方案的有效性。(3)介紹了SAR信號處理中回波數(shù)據(jù)二維可分離原理,驗證了使用NUFFT算法對其進行處理的合理性。推導(dǎo)了基于NUFFT的RD算法公式,并進行點目標(biāo)的仿真,同時與經(jīng)典算法成像的結(jié)果、算法復(fù)雜度進行了對比,論證了該算法的有效性。(4)建立了方位向非均勻采樣的成像模型,分析了非均勻采樣數(shù)據(jù)對方位向聚焦造成的影響,并在誤差不同的情況下進行了仿真。將方位向補償原理同NUFFT處理相結(jié)合,推導(dǎo)了適合NUFFT處理的算法實現(xiàn)公式。仿真表明,該方法的聚焦效果等同于使用傳統(tǒng)FFT并進行自聚焦處理后獲得的成像結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：合成孔徑雷達 成像算法 非均勻快速傅里葉變換 距離徙動校正 誤差分析 相位校正
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 非均勻快速傅里葉變換的起源、發(fā)展和現(xiàn)狀13-14
• 1.3 SAR成像信號處理的發(fā)展概況14-17
• 1.3.1 SAR信號處理的起源、發(fā)展和現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 SAR成像算法的發(fā)展15-16
• 1.3.3 NUFFT在SAR成像中的應(yīng)用發(fā)展16-17
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 SAR成像信號處理基礎(chǔ)19-39
• 2.1 引言19
• 2.2 SAR成像回波信號研究及仿真19-27
• 2.2.1 SAR成像幾何模型19-20
• 2.2.2 SAR成像分辨率20-23
• 2.2.3 SAR成像原理23-27
• 2.3 經(jīng)典算法概述27-34
• 2.3.1 距離多普勒算法27-29
• 2.3.2 Chirp Scaling算法29-30
• 2.3.3 ωK算法30-31
• 2.3.4 仿真實現(xiàn)與分析31-34
• 2.4 距離徙動的產(chǎn)生與消除34-38
• 2.4.1 距離徙動產(chǎn)生原理34-36
• 2.4.2 仿真實現(xiàn)與性能分析36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 NUFFT原理及仿真結(jié)果分析39-54
• 3.1 引言39
• 3.2 NUFFT原理39-43
• 3.2.1 NUFFT算法概述39-40
• 3.2.2 NUFFT算法推導(dǎo)40-43
• 3.3 NUFFT算法的實現(xiàn)及復(fù)雜度分析43-47
• 3.3.1 NUFFT算法實現(xiàn)43-44
• 3.3.2 NUFFT計算復(fù)雜度和誤差分析44-47
• 3.4 NUFFT算法對非均勻信號的處理實現(xiàn)及誤差分析47-53
• 3.4.1 非均勻采樣算例48-49
• 3.4.2 仿真結(jié)果與分析49-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于NUFFT的二維可分離實現(xiàn)與方位向運動補償54-79
• 4.1 引言54
• 4.2 基于NUFFT的SAR信號二維可分離的實現(xiàn)54-61
• 4.2.1 二維可分離原理54-57
• 4.2.2 基于NUFFT算法的二維可分離實現(xiàn)57-59
• 4.2.3 仿真實現(xiàn)與分析59-61
• 4.3 方位向非均勻采樣對成像的影響61-66
• 4.3.1 非均勻采樣誤差分析61-64
• 4.3.2 仿真實現(xiàn)與性能分析64-66
• 4.4 基于NUFFT算法的方位向非均勻采樣處理實現(xiàn)66-78
• 4.4.1 方位向補償原理67-69
• 4.4.2 PGA算法補償實現(xiàn)69-70
• 4.4.3 NUFFT算法對方位向誤差處理70-73
• 4.4.4 仿真實現(xiàn)與性能分析73-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第五章 結(jié)束語79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-85
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：非均勻快速傅里葉變換及其在SAR成像中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：497188