聚束模式下彈載SAR成像算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(SAR)是一種利用微波遙感技術成像的高分辨率成像系統(tǒng)，它能夠進行距離向和方位向的二維成像。作為一種有源雷達，發(fā)射電磁波的成像效果遠遠超過紅外光，而且云和霧以及自然環(huán)境對微波的影響很小，因此可以不受外界天氣環(huán)境的影響全天候全天時地獲得高分辨率雷達圖像。目前SAR成像技術已經(jīng)在機載和星載平臺中得到廣泛應用，但在彈載平臺上的應用還不太成熟。將SAR技術應用在導彈上，會大大提高導彈的作戰(zhàn)能力和雷達導引頭在復雜的戰(zhàn)場環(huán)境下目標識別的

2、能力，所以彈載SAR已成為當前雷達研究的熱點之一。而SAR聚束工作模式具備小場景高分辨成像的特點，正好符合導彈精確打擊目標的要求，鑒于此，本文開展了聚束模式下彈載SAR成像算法研究，主要研究內容如下：
　　研究了彈載SAR平飛段聚束模式下RD成像算法。并給出了平飛段聚束模式SAR成像的幾何模型以及分析了聚束模式條件下SAR信號的回波特性，同時推導出了一種適合聚束模式成像的RD算法。并將瞬時斜距用泰勒級數(shù)展開，忽略4階以上高階項，得

3、到了近似表達式，然后把回波信號表達式變換到二維頻域進行距離壓縮、二次距離壓縮、距離彎曲以及高階偏移校正，最后通過仿真驗證算法的有效性，為后面的算法研究奠定了基礎。
　　研究了彈載 SAR末制導階段聚束工作模式下的PFA成像算法。在彈載 SAR末制導下降段聚束工作模式的幾何模型的基礎上，分析了該幾何模型下回波信號的特性。并利用級數(shù)反演的思想推導出其二維頻譜表達式，在二維頻譜中校正相關參數(shù)，最終得到SAR圖像。
　　研究了俯沖下

4、降段PFA的改進算法和曲線規(guī)避階段的改進PFA成像算法。利用聚束模式下幾何模型中平臺到場景中心之間的瞬時斜距作為參考距離，校正多普勒中心偏移。同時利用級數(shù)反演的思想推出其二維頻譜表達式，進行二維去耦合、距離壓縮、方位壓縮和成像位置校正等工作，最終得到理想的SAR圖像。這種方法只使用了FFT/IFFT以及相位相乘運算，沒有使用原算法中需要的插值等復雜運算，大大減少了算法的計算量，在很大程度上提高了算法的運行速度，有利于實時成像。