基于電磁模型的大斜視SAR成像研究
發(fā)布時間:2023-01-04 09:58
合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種不受天氣、光照等條件限制,并且依靠主動發(fā)射電磁波實現(xiàn)遙感探測的傳感器,它可以通過不同類型的載體得到不同斜視角度和頻率情況下分辨率較高的感興趣物體的雷達圖像,在民用以及軍用方面具有獨特的優(yōu)勢及廣泛的應用前景。對于一般的正側視及低斜視(斜視角度不大于45°)SAR回波信號的處理,一般的SAR成像處理算法即可達到成像要求;但是對于大斜視模式(斜視角大于45°)SAR成像,斜視角的增大將會帶來SAR成像處理的復雜度,傳統(tǒng)的SAR成像技術難以滿足成像要求。因此,論文通過研究大斜視SAR信號模型以及SAR回波特征,對相關SAR成像技術展開了研究。另一方面,對于斜視SAR成像算法的研究,一般主要聚焦在算法的提出和基于點目標或實測數(shù)據(jù)的驗證,而對于粗糙海面與目標及其復合場景的斜視SAR成像仿真很少。將SAR圖像仿真技術應用在粗糙海面與目標及其復合場景中,不僅可以促進更好地理解電磁波與目標的相互作用機理,而且也為海洋遙感、目標檢測與識別以及SAR圖像解譯等方面奠定了基礎。論文主要圍繞斜視情況下的復雜場景與目標回波模型的建立以及...
【文章頁數(shù)】:151 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 SAR國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.1 SAR成像技術發(fā)展概述
1.2.2 斜視SAR成像算法發(fā)展概況
1.2.3 粗糙海面與目標及其復合場景電磁散射模型
1.3 論文的主要研究內(nèi)容和工作安排
1.4 論文的主要貢獻以及創(chuàng)新之處
第二章 SAR的工作原理及基礎算法概述
2.1 引言
2.2 SAR成像技術基礎
2.2.1 SAR成像模式
2.2.2 SAR高分辨原理
2.2.3 線性調(diào)頻信號與脈沖壓縮
2.3 SAR成像基礎算法概述
2.3.1 距離-多普勒成像算法
2.3.2 波數(shù)域成像算法
2.3.3 線頻調(diào)變標成像算法
2.4 本章小結
第三章 基于電磁散射特征的目標SAR圖像仿真
3.1 引言
3.2 解線頻調(diào)原理
3.3 大斜視聚束SAR信號模型
3.3.1 回波信號模型
3.3.2 GO-PO混合方法
3.4 算法簡述
3.4.1 傳統(tǒng)的FS算法
3.4.2 改進的FS算法
3.5 傳統(tǒng)的FS算法和改進的FS算法的性能比較
3.6 復雜艦船目標的SAR圖像仿真
3.6.1 不同入射角及方位角情形下的SAR圖像比較
3.6.2 不同斜視角情況下的SAR圖像比較
3.7 本章小結
第四章 海面及其上目標的復合場景斜視SAR圖像仿真
4.1 引言
4.2 基于散射模型的海面斜視SAR成像
4.2.1 海面散射模型的建立
4.2.2 CWMFSM的有效性驗證和分析
4.2.3 海面SAR回波的生成
4.2.4 海面斜視SAR圖像的仿真與結果分析
4.3 粗糙海面以及其上艦船目標復合場景的散射特征估計
4.4 復合場景的斜視SAR圖像仿真
4.5 本章小結
第五章 基于改進的RD算法的大斜視SAR回波處理
5.1 引言
5.2 斜視SAR信號分析
5.2.1 斜視SAR系統(tǒng)幾何模型和信號模型
5.2.2 方位相位分析
5.3 改進的RD算法原理
5.3.1 預處理
5.3.2 距離向壓縮
5.3.3 方位向壓縮
5.3.4 幾何校正
5.4 仿真實例及其結果分析
5.4.1 理想點目標的仿真
5.4.2 復雜艦船目標的應用
5.5 本章小結
第六章 改進的四階SPECAN算法的大斜視彈載SAR成像
6.1 引言
6.2 大斜視彈載SAR幾何模型以及相位誤差分析
6.2.1 大斜視幾何模型和信號模型
6.2.2 相位誤差分析
6.3 原始的SPECAN成像算法
6.4 改進的SPECAN成像算法
6.4.1 預處理
6.4.2 方位向處理
6.4.3 距離向處理
6.5 仿真結果和討論
6.5.1 點目標的大斜視SAR圖像仿真
6.5.2 改進算法在復雜目標大斜視SAR中的應用
6.6 本章小結
第七章 結束語
7.1 工作總結
7.2 未來展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]合成孔徑雷達技術應用于星載平臺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 謝輝,趙強,曾祥能. 艦船電子對抗. 2019(01)
[2]合成孔徑雷達成像RD算法仿真實驗[J]. 黃峣,尹春雷,程瀟. 四川兵工學報. 2014(05)
[3]大斜視機載聚束SAR時域校正距離走動的頻率尺度成像算法[J]. 左偉華,皮亦鳴,閔銳. 電子學報. 2013(09)
[4]彈載SAR大斜視SPECAN成像算法[J]. 張剛,楊立波,祝明波,李相平. 無線電工程. 2012(11)
[5]斜視SAR分數(shù)階距離多普勒成像算法[J]. 李昕,邢麗坤. 計算機工程. 2012(13)
[6]星載SAR滑動聚束模式三步擴展算法[J]. 楊威,李春升,陳杰,王鵬波. 北京航空航天大學學報. 2012(03)
[7]基于SPECAN處理的斜視SAR實時成像算法及其FPGA實現(xiàn)[J]. 李學仕,梁毅,李蓓蕾,邢孟道,張亢. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2011(12)
[8]彈載斜視SAR成像的改進波數(shù)域算法[J]. 肖忠源,徐華平,李春升. 電子與信息學報. 2011(06)
[9]高斯粗糙面與臨空目標復合電磁散射的KH-MoM解[J]. 李西敏,童創(chuàng)明,付樹洪,李晶晶. 電波科學學報. 2010(06)
[10]介質(zhì)粗糙面上目標后向散射的高效混合算法[J]. 張曉燕,盛新慶. 北京理工大學學報. 2010(04)
博士論文
[1]動態(tài)海面及其上目標復合電磁散射與多普勒譜研究[D]. 陳琿.西安電子科技大學 2012
[2]隨機粗糙面與目標復合電磁散射的數(shù)值計算方法[D]. 葉紅霞.復旦大學 2007
本文編號:3727570
【文章頁數(shù)】:151 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 SAR國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.1 SAR成像技術發(fā)展概述
1.2.2 斜視SAR成像算法發(fā)展概況
1.2.3 粗糙海面與目標及其復合場景電磁散射模型
1.3 論文的主要研究內(nèi)容和工作安排
1.4 論文的主要貢獻以及創(chuàng)新之處
第二章 SAR的工作原理及基礎算法概述
2.1 引言
2.2 SAR成像技術基礎
2.2.1 SAR成像模式
2.2.2 SAR高分辨原理
2.2.3 線性調(diào)頻信號與脈沖壓縮
2.3 SAR成像基礎算法概述
2.3.1 距離-多普勒成像算法
2.3.2 波數(shù)域成像算法
2.3.3 線頻調(diào)變標成像算法
2.4 本章小結
第三章 基于電磁散射特征的目標SAR圖像仿真
3.1 引言
3.2 解線頻調(diào)原理
3.3 大斜視聚束SAR信號模型
3.3.1 回波信號模型
3.3.2 GO-PO混合方法
3.4 算法簡述
3.4.1 傳統(tǒng)的FS算法
3.4.2 改進的FS算法
3.5 傳統(tǒng)的FS算法和改進的FS算法的性能比較
3.6 復雜艦船目標的SAR圖像仿真
3.6.1 不同入射角及方位角情形下的SAR圖像比較
3.6.2 不同斜視角情況下的SAR圖像比較
3.7 本章小結
第四章 海面及其上目標的復合場景斜視SAR圖像仿真
4.1 引言
4.2 基于散射模型的海面斜視SAR成像
4.2.1 海面散射模型的建立
4.2.2 CWMFSM的有效性驗證和分析
4.2.3 海面SAR回波的生成
4.2.4 海面斜視SAR圖像的仿真與結果分析
4.3 粗糙海面以及其上艦船目標復合場景的散射特征估計
4.4 復合場景的斜視SAR圖像仿真
4.5 本章小結
第五章 基于改進的RD算法的大斜視SAR回波處理
5.1 引言
5.2 斜視SAR信號分析
5.2.1 斜視SAR系統(tǒng)幾何模型和信號模型
5.2.2 方位相位分析
5.3 改進的RD算法原理
5.3.1 預處理
5.3.2 距離向壓縮
5.3.3 方位向壓縮
5.3.4 幾何校正
5.4 仿真實例及其結果分析
5.4.1 理想點目標的仿真
5.4.2 復雜艦船目標的應用
5.5 本章小結
第六章 改進的四階SPECAN算法的大斜視彈載SAR成像
6.1 引言
6.2 大斜視彈載SAR幾何模型以及相位誤差分析
6.2.1 大斜視幾何模型和信號模型
6.2.2 相位誤差分析
6.3 原始的SPECAN成像算法
6.4 改進的SPECAN成像算法
6.4.1 預處理
6.4.2 方位向處理
6.4.3 距離向處理
6.5 仿真結果和討論
6.5.1 點目標的大斜視SAR圖像仿真
6.5.2 改進算法在復雜目標大斜視SAR中的應用
6.6 本章小結
第七章 結束語
7.1 工作總結
7.2 未來展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]合成孔徑雷達技術應用于星載平臺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 謝輝,趙強,曾祥能. 艦船電子對抗. 2019(01)
[2]合成孔徑雷達成像RD算法仿真實驗[J]. 黃峣,尹春雷,程瀟. 四川兵工學報. 2014(05)
[3]大斜視機載聚束SAR時域校正距離走動的頻率尺度成像算法[J]. 左偉華,皮亦鳴,閔銳. 電子學報. 2013(09)
[4]彈載SAR大斜視SPECAN成像算法[J]. 張剛,楊立波,祝明波,李相平. 無線電工程. 2012(11)
[5]斜視SAR分數(shù)階距離多普勒成像算法[J]. 李昕,邢麗坤. 計算機工程. 2012(13)
[6]星載SAR滑動聚束模式三步擴展算法[J]. 楊威,李春升,陳杰,王鵬波. 北京航空航天大學學報. 2012(03)
[7]基于SPECAN處理的斜視SAR實時成像算法及其FPGA實現(xiàn)[J]. 李學仕,梁毅,李蓓蕾,邢孟道,張亢. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2011(12)
[8]彈載斜視SAR成像的改進波數(shù)域算法[J]. 肖忠源,徐華平,李春升. 電子與信息學報. 2011(06)
[9]高斯粗糙面與臨空目標復合電磁散射的KH-MoM解[J]. 李西敏,童創(chuàng)明,付樹洪,李晶晶. 電波科學學報. 2010(06)
[10]介質(zhì)粗糙面上目標后向散射的高效混合算法[J]. 張曉燕,盛新慶. 北京理工大學學報. 2010(04)
博士論文
[1]動態(tài)海面及其上目標復合電磁散射與多普勒譜研究[D]. 陳琿.西安電子科技大學 2012
[2]隨機粗糙面與目標復合電磁散射的數(shù)值計算方法[D]. 葉紅霞.復旦大學 2007
本文編號:3727570
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