本文關鍵詞：利用多普勒分辨的連續(xù)波SAR成像方法研究

  更多相關文章： 合成孔徑雷達(SAR) 成像 連續(xù)波(CW) 多普勒 濾波反投影(FBP)

【摘要】：傳統(tǒng)合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,簡稱SAR)采用寬帶脈沖波形,為適應平臺小型化、輕型化以及低功耗的發(fā)展要求,出現(xiàn)了調頻連續(xù)波(Frequency Modulated Continuous Wave,簡稱FMCW)SAR,這兩種體制SAR均依賴寬帶波形提供的高距離分辨率。論文主要研究利用多普勒分辨的連續(xù)波SAR成像方法,該方法利用連續(xù)波信號本身具有的高多普勒分辨率進行成像,不依賴發(fā)射波形的帶寬,適用于窄帶連續(xù)波SAR,在基于外部機會照射源的無源雷達領域也具有較好的應用前景。論文第一章回顧連續(xù)波(Continuous wave,簡稱CW)SAR的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀,介紹傳統(tǒng)CW SAR成像方法,并給出本文的研究背景和主要研究內容。論文第二章首先從波方程出發(fā),推導通用雷達回波模型;然后建立可利用多普勒分辨的SAR成像數(shù)據(jù)模型,并分析該模型的特點;繼而給出基于多普勒分辨的濾波反投影成像方法,通過對點擴展函數(shù)進行分析,剖析成像本質,并推導影響成像分辨率的主要因素。發(fā)射信號載頻越高,信號積累時間越長,平臺運動速率增大,都會提高成像分辨率,而SAR平臺與目標間距離越遠,分辨率降低。最后從成像視線方向和成像分辨率這兩方面,與利用距離分辨的傳統(tǒng)SAR成像方法進行對比。論文第三章通過仿真實驗,驗證利用多普勒分辨的CW SAR成像方法的可行性,明確各參數(shù)對成像性能的影響。仿真中以單頻連續(xù)波為例,采用不同的載機配置,分別對點目標和區(qū)域目標進行仿真成像,并且針對固定的載機配置,逐一改變影響成像性能的各參數(shù),給出成像結果,并進行對比分析。論文第四章將利用多普勒分辨的CW SAR成像方法應用于FMCW SAR,給出利用多普勒分辨的FMCW SAR成像算法。在單基模式下,采用不同帶寬的FMCW信號對多點目標進行仿真成像,并對仿真結果進行對比分析,總結出利用多普勒分辨的CW SAR成像方法不受信號帶寬限制,即使在窄帶寬時也能獲得良好距離分辨的特點。論文第五章以全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡稱GPS)信號為例,探討利用多普勒分辨的成像方法在基于外部照射源的SAR領域的性能特點。首先對GPS信號的模糊函數(shù)進行分析,獲得GPS信號的延時和多普勒分辨特點。然后以GPS衛(wèi)星發(fā)射和機載接收的雙基SAR系統(tǒng)為例,進行仿真實驗,總結出利用多普勒分辨的成像方法適用于無源SAR領域。論文第六章對全文的研究工作進行了總結,并指出還需要進一步研究和解決的問題。
【關鍵詞】：合成孔徑雷達(SAR) 成像 連續(xù)波(CW) 多普勒 濾波反投影(FBP)
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 引言14-15
• 1.2 CW SAR發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 傳統(tǒng)CW SAR成像方法概述17-18
• 1.3.1 改進的RD算法17
• 1.3.2 改進的FS算法17-18
• 1.4 本文研究背景和主要研究內容18-21
• 1.4.1 本文研究背景18-19
• 1.4.2 本文主要研究內容19-21
• 第二章 利用多普勒分辨的CW SAR成像方法21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 回波模型21-24
• 2.2.1 基于波方程的雷達回波模型21-22
• 2.2.2 CW SAR回波模型22-24
• 2.3 成像原理24-29
• 2.3.1 成像數(shù)據(jù)模型24-26
• 2.3.2 基于FBP原理的成像方法26-28
• 2.3.3 成像算法流程28-29
• 2.4 成像性能分析29-37
• 2.4.1 PSF分析29-32
• 2.4.2 分辨率分析32-35
• 2.4.3 與利用距離分辨的方法對比35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 仿真實驗驗證與結果分析38-70
• 3.1 引言38
• 3.2 仿真設置38-39
• 3.2.1 場景設置38
• 3.2.2 成像幾何38-39
• 3.2.3 成像參數(shù)設置39
• 3.3 點目標成像仿真結果及分析39-66
• 3.3.1 靜止發(fā)射/直線孔徑接收SAR39-44
• 3.3.2 靜止發(fā)射/拋物線孔徑接收SAR44-48
• 3.3.3 靜止發(fā)射/全圓孔徑接收SAR48-53
• 3.3.4 靜止發(fā)射/部分圓孔徑接收SAR53-57
• 3.3.5 靜止發(fā)射/有波動的全圓孔徑接收SAR57-62
• 3.3.6 直線孔徑發(fā)射/不同孔徑接收SAR62-66
• 3.4 區(qū)域目標成像仿真結果及分析66-69
• 3.4.1 靜止發(fā)射/不同孔徑接收SAR66-68
• 3.4.2 直線孔徑發(fā)射/不同孔徑接收SAR68-69
• 3.5 本章小結69-70
• 第四章 利用多普勒分辨的FMCW SAR成像方法70-76
• 4.1 引言70
• 4.2 成像算法70-72
• 4.3 仿真驗證72-75
• 4.4 本章小結75-76
• 第五章 利用多普勒分辨的GPS SAR成像方法76-86
• 5.1 引言76
• 5.2 GPS信號形式76-78
• 5.3 GPS信號模糊函數(shù)分析78-82
• 5.3.1 GPS信號單基模糊函數(shù)78-79
• 5.3.2 GPS信號雙基模糊函數(shù)79-82
• 5.4 利用多普勒分辨的GPS SAR成像仿真82-85
• 5.5 本章小結85-86
• 第六章 結束語86-88
• 參考文獻88-93
• 致謝93-94
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文94

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本文編號：812060