合成孔徑雷達(dá)自聚焦算法的研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)是以多普勒頻移理論和脈沖相參為基礎(chǔ)的合成孔徑技術(shù)，其突破了實(shí)孔徑天線對(duì)方位向分辨力的限制，與脈沖壓縮技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的二維高分辨成像。隨著SAR技術(shù)的飛速發(fā)展，人們用其獲得了高分辨率的圖像，同時(shí)對(duì)SAR成像的要求也愈來(lái)愈高，人們迫切希望獲得更高分辨率的圖像。多年來(lái)，在SAR成像領(lǐng)域，人們一直致力于尋找更行之有效的自聚焦方法，以滿足不斷提高的分辨率的要求。本文就SAR信號(hào)處理中有關(guān)成像算法、自聚焦技術(shù)方面

2、內(nèi)容進(jìn)行了認(rèn)真的研究，在此基礎(chǔ)上大膽提出和驗(yàn)證了新的自適應(yīng)算法，有效的提高了SAR的成像質(zhì)量。 本文研究的是SAR成像中的自聚焦技術(shù)，而傳統(tǒng)的自聚焦算法主要是應(yīng)用在方位向回波相位殘差的處理（當(dāng)然它完全是可以應(yīng)用在距離向的處理上的），但是當(dāng)它運(yùn)用在方位向回波相位殘差的處理時(shí)，它的一個(gè)最重要的前提條件就是：方位向和距離向的耦合已經(jīng)去除了，即距離向的走動(dòng)和徙動(dòng)已經(jīng)完全去除，同一個(gè)距離單元的數(shù)據(jù)都已經(jīng)完美的在一條直線上（復(fù)圖像域來(lái)看），

3、對(duì)于同一距離單元的數(shù)據(jù)單位來(lái)說(shuō)可以用統(tǒng)一的參數(shù)模型來(lái)處理。但實(shí)際情況并非如此，由于雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)受到外界影響（尤其是對(duì)機(jī)載平臺(tái)來(lái)說(shuō)）并不能保持恒定的速度（大小和航行方向），加上實(shí)際處理中的一些近似應(yīng)用，所以實(shí)際的自聚焦處理并不能達(dá)到最理想的狀況。 在對(duì)最常見(jiàn)的兩種合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像算法深刻的分析和研究的基礎(chǔ)上（對(duì)距離多普勒成像算法(R-D)和Chirp Scaling成像算法（CS）分別進(jìn)行了Matlab和C的仿真），

4、本研究又通過(guò)理論計(jì)算（對(duì)子孔徑算法(MD)和反射率偏移法（RMD）的比較）和仿真處理（對(duì)相位梯度自聚焦算法(PGA)的C仿真），對(duì)傳統(tǒng)的三類自聚焦算法進(jìn)行了研究，包括了參數(shù)模型的MD，RMD算法，非參數(shù)模型的PGA算法以及最優(yōu)參搜索自聚焦技術(shù)。通過(guò)這些研究，不僅對(duì)整個(gè)成像過(guò)程中涉及到的一些關(guān)鍵參數(shù)有了更為清晰的認(rèn)識(shí)，而且從各類自聚焦方法其處理角度的不同得到了有益的啟發(fā)。 本文將自聚焦的概念加以拓廣，提出了一種自適應(yīng)成像算法。該算

5、法摒棄了傳統(tǒng)自聚焦算法對(duì)距離徙動(dòng)已被完全糾正的假設(shè)，將自適應(yīng)處理的時(shí)機(jī)前移到距離徙動(dòng)校正階段，通過(guò)修正若干系統(tǒng)參數(shù)使得距離徙動(dòng)被完美地校正，這些被修正的參數(shù)將被應(yīng)用到后續(xù)的處理過(guò)程中。 在經(jīng)過(guò)對(duì)該算法的理論可行性進(jìn)行了大量的數(shù)學(xué)分析，并且結(jié)合具體CS算法的成像過(guò)程給出了整個(gè)自適應(yīng)成像過(guò)程的具體細(xì)節(jié)，將算法運(yùn)用到了實(shí)際的處理中。對(duì)于獲得的結(jié)果，主要從算法內(nèi)部參數(shù)對(duì)成像的影響；自適應(yīng)算法對(duì)初始值偏離實(shí)際值的數(shù)據(jù)的處理效果；自適應(yīng)算法