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sar算法 丁晟-SAR算法研究报告2015年春节 传统SAR算法研究报告丁晟 2015年2月1 概述不管是在模拟器领域（回波和雷达），还是在RCS测量、机载雷达，抑或是在地面监控雷达领域，合成孔径雷达将会成为公司的一个重点发展方向。事实上，基于多个收发通道的合成雷达可以视为更加广义的合成孔径雷达。因… 譬ｌ ａ ， 教 学 大 参 考 作 文 教 学 相 对 狭 隘 当代 中 学 生 浅 阅 读 造 成 的 写 作 “ 幼稚病 ” 病　人膏肓 。 当 前高 中生 写 作 缺 乏 一 碗 思 想 的 美 酒 垫 底 ． 无　构建当代高中生写作精｛… 2013.12 CET6英语六级复合式听写高频100词汇01 proficient 熟练的02 deserve 应得03 indication 说明04 initiative 主动性05 alternative 选择06 vehicle交通工具；车辆… 传统SAR算法研究报告 丁晟 2015年2月 1 概述 不管是在模拟器领域（回波和雷达），还是在RCS测量、机载雷达，抑或是在地面监控雷达领域，合成孔径雷达将会成为公司的一个重点发展方向。事实上，基于多个收发通道的合成雷达可以视为更加广义的合成孔径雷达。因此，从这个意义上说，不管是MIMO、DBF、数字相控阵、组网雷达等体制都可以看成是广义合成孔径雷达，其处理的最终目的是在多个维度上进行“去高次”相位处理，然后通过傅里叶变化得到具有sinc形状的压缩波形，以提高雷达的分辨率（在很多场合，被视为获得极窄的波束）。因此，对合成孔径雷达的深入研究是极有必要的。 本文第二章节将回顾与SAR相关的信号处理内容，特别是提出一些我个人对于脉冲压缩理论的理解，这一章节的内容将会贯穿全文；第三章节将给出SAR回波信号的数学表达式；第四章节将给出距离-多普勒算法（RDA）和ω-k算法（ωkA）解释及说明；附件将给出所有的MATLAB源代码。 2 信号处理 2.1 脉冲压缩的理解 连续时间的傅里叶变换公式如下： ? G(f)? ?? ??g(t)exp(?j2?ft)dt式 1 式 2 g(f)? ???G(f)exp(?j2?ft)df 详细的傅里叶变换说明请参考相关信号处理教科书。本文采用傅里叶变换来重新解释脉冲压缩的基本理论。 当一个矩形脉冲进行傅里叶变换后，将会得到一个类似sinc的波形，如下图所示 图1 矩形脉冲与sinc函数的傅里叶变换关系 矩形脉冲与sinc函数的这一关系似乎可以用来进行脉冲压缩，但事实上，由于时域的尺度和频域的尺度具有一一对应的关系，因此在归一化以后，实质上sinc函数的主瓣宽度并不比矩形脉冲宽度窄多少。并且，由于有限时域对应无限频域，因此矩形脉冲在经过傅里叶变换后，在频域上变为无限延展的波形，副瓣的存在会降低压缩的意义。 但是，如果我们把矩形脉冲变化为正弦波点频脉冲，则会有很有意思的现象，下图为MATLAB仿真图。 图2 点频的傅里叶变换 由图2我们可以看到，当对一个正弦波点频脉冲进行傅里叶变换后，在频谱上会得到一个sinc函数。而这个sinc 函数具有一个令人振奋的特点，即其主瓣 宽度与脉冲点频正弦波的脉冲宽度成反比！比例关系为： MB?0.886/Tp 当脉冲宽度为5us时，其傅里叶变换的主瓣宽度为0.177MHz；而当脉冲宽度为50us时，其傅里叶变换的主瓣宽度为0.0177MHz。这一特点意味着通过傅里叶变换我们可以将一个很宽的脉冲压缩成一个极窄的脉冲，并且脉冲宽度越宽，则压缩后的窄脉冲宽度越窄。 值得注意的是，上述的变换是按照“时域-频域”这一顺序进行的。但傅里叶变换是一个数学变换，没有任何约束条件要求变换必须按照上述顺序执行。傅里叶变换完全可以在“频域-时域”这样的顺序执行。换言之，不管是在时域还是在频域，只要我们在一个域（domain）中获得了宽脉冲点频信号，那么通过一次傅里叶变换，我们就可以得到一个窄脉冲，从而完成处理工作！ 因此，雷达信号处理工作的目的就变得明晰起来： 1. 我们要得到窄脉冲，以获得高分辨率； 2. 要得到窄脉冲，就必须在某一个域内（可以是时域，频域，波数域，空间域等等）得到点频宽脉冲信号； 3. 点频宽脉冲信号意味着两个方面：矩形包络、线性相位。 下面我们来考察一个线性调频脉冲回波信号： s(t)?rect(t?td?nTpri Tp)exp(j?k(t?td)2)式 3 td为目标延迟，Tpri为脉冲周期，Tp为脉冲宽度，k为调频斜率。rect()为矩形脉冲框。 对上式进行傅里叶变换，可得：（通过相位驻定POSP原理推导） ff2 S(f)?rect()exp(?j??j2?tdf)kTpk式 4 f2 )，将此函数与S(f