基于距离—多普勒算法的调频连续波SAR成像研究

论文摘要

调频连续波合成孔径雷达（FMCW SAR）由于结合了连续波雷达技术和合成孔径技术,可以实现高分辨率的雷达成像,同时又具备结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点,在雷达成像领域获得越来越广泛的应用。在FMCW SAR系统中,由于连续发射信号,信号持续时间占据整个脉冲周期,使其与脉冲SAR系统在回波模型、成像处理方式等方面有所不同。因此,对脉冲SAR系统和FMCW SAR系统的不同特点进行分析,并研究适合于FMCW SAR系统的成像处理技术具有十分重要的意义。本文首先介绍了SAR的基本概念,分析了用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率的原理、以及利用合成孔径技术获得高的方位向分辨率的原理,在此基础上探讨了SAR的理论模型。本文接着分析研究了脉冲SAR和FMCW SAR中点目标的回波模型以及成像处理过程。在探讨了脉冲SAR经典成像方法——距离-多普勒（R-D）算法的基础上,分析研究了适合于FMCW SAR系统的R-D算法。最后分别给出了在正侧视情况下,用R-D算法对脉冲SAR和FMCW SAR中的单个点目标仿真的实验结果。本文最后探讨了FMCW SAR中采样频率等参数的选取要求。然后在信号模型、处理过程等方面对FMCW SAR和脉冲SAR的特点进行了系统的比较和总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 FMCW SAR研究现状
• 1.3 论文研究内容和章节安排
• 2 合成孔径雷达基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 合成孔径雷达的基本概念
• 2.3 线性调频信号
• 2.4 脉冲压缩
• 2.4.1 匹配滤波技术
• 2.4.2 去调频技术
• 2.5 分辨率
• 2.5.1 距离向高分辨率及其实现
• 2.5.2 方位向高分辨率及其实现
• 2.6 合成孔径雷达的理论模型
• 2.7 本章小结
• 3 脉冲型SAR的信号模型及信号处理
• 3.1 引言
• 3.2 点目标回波模型
• 3.3 经典距离-多普勒算法
• 3.3.1 正侧视的SAR成像几何关系
• 3.3.2 经典距离-多普勒算法流程
• 3.3.3 距离-多普勒算法的特点
• 3.4 仿真实验及结果
• 3.5 本章小结
• 4 FMCW SAR的信号模型及信号处理
• 4.1 引言
• 4.2 FMCW SAR的基本原理
• 4.3 FMCW SAR点目标回波模型
• 4.4 FMCW SAR信号处理过程
• 4.4.1 距离向脉冲压缩
• 4.4.2 方位向距离压缩
• 4.5 仿真实验及结果
• 4.6 本章小结
• 5 FMCW SAR与脉冲型SAR的比较
• 5.1 引言
• 5.2 FMCW SAR仿真参数的选择
• 5.3 FMCW SAR与脉冲型SAR成像的比较
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献