论文总字数：17421字

摘 要

本论文主要阐述了合成孔径雷达（SAR）点目标成像的相关知识，简要介绍地了SAR在军事以及民事领域中的应用，简单说明了SAR的成像原理与特点。分别运用了RD和CS两种算法来说明SAR的成像原理。在介绍RD算法时，建立了信号模型，并且从距离压缩、距离移动校正以及方位向压缩三个方面进行了具体说明，并给出了改进型RD算法的流程图和它的相关运用方法；介绍CS算法时，建立了斜视回波信号模型，并且分析了成像动距离概念，并讨论了改进型CS算法的方法和步骤。最后对两种成像算法进行了参数设定并且进行了仿真。

关键词：SAR，距离压缩，距离移动，回波信号，多普勒参数

Abstract：This paper described the synthetic aperture radar (SAR) point target imaging knowledge, briefly introduced the use of SAR in the military and civilian, and describes its imaging principles and characteristics. To illustrate the principle of SAR imaging, used the RD and CS two algorithms. When introducing the RD algorithm,established the signal model, and described it from three aspects, such as the distance of compression, the mobile calibration and orientation ,and give the flowchart of the modified RD algorithm and related methods; To introduce the CS algorithm, established the strabismus echo signal model, analysis the image of moving distance, and give the method steps of the improved CS algorithm, finally set the two imaging algorithms parameter and simulate them。

Key words：SAR，the distance of compression，the distance，the mobile correction

目录

1 绪论 5

1.1 引言 5

1.2 研究目的和意义 5

1.3 发展历史及学术动态 5

2 合成孔径雷达的应用 6

2.1 引言 6

2.2 合成孔径雷达在军事领域的应用 6

2.3 合成孔径雷达在民用领域的应用 6

3 合成孔径雷达成像的原理 7

3.1 成像原理 7

3.2 成像特性 7

3.3 成像流程图 7

3.4 SAR成像理论模型 8

4 合成孔径雷达成像算法 9

4.1 引言 9

4.2 RD算法 9

4.2.1 信号模型及分析 10

4.2.2 距离压缩 11

4.2.3 距离移动校正 11

4.2.4 方位向压缩 13

4.3 CS算法 14

4.3.1 算法特点简介 14

4.3.2 斜视SAR 回波几何模型 15

4.3.3 距离移动分析 15

4.3.4 CS算法实现流程图 16

4.3.5 CS算法的改进 17

5 MATLAB仿真 17

5.1 RD算法仿真参数 17

5.1.2 RD算法仿真结果 17

5.2 CS算法 20

5.2.1 CS算法仿真参数 20

5.2.2 CS算法仿真结果 21

总结 24

参考文献 25

致谢 27

附录 28

1 绪论

1.1 引言

合成孔径雷达（SAR）是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径通过数据处理的方式合成为一较大的等效天线孔径的雷达。合成孔径雷达的特点是具有较高分辨率，可以全天候工作，能够有效地识别伪装并发现伪装隐藏物。合成孔径雷达主要用于航空测量、航空遥感、卫星海洋观测、空间监测、图像匹配制导等。它能发现隐蔽以及伪装的目标，例如导弹地下发射井的伪装识别、云雾天气中地区的地面目标识别等。成像算法是合成孔径雷达系统的重要组成部分，决定了成像质量。成像算法有RD算法和CS两种经典算法，这两种算法都运用到了对信号处理知识的综合知识。

1.2 研究目的和意义

合成孔径雷达能够大大提高获取信息的能力，在现代侦察任务中这一能力起着至关重要的作用，随着合成孔径雷达技术的不断发展，它日益广泛运用于军事用途，作为一种重要的军用侦察设备，合成孔径雷达必然处于电子战的环境中。

随着现代电子战的不断升级，电子干扰、反辐射导弹、隐形武器和超低空突防成为常规单基地雷达的“四大威胁”。面对这“四大威胁”，常规合成孔径雷达与常规的单基地雷达一样，不仅正常工作受阻，而且其自身的生存也成为亟需解决的问题。为了提高合成孔径雷达的自身生存能力，必须研究新型体制的合成孔径雷达系统。合成孔径雷达系统由于发射机和接收机分别放置在不同位置的平台上，因此具有有效的抗干扰能力和抗打击能力。此外SAR系统还具有合成孔径雷达的高分辨率特性，它将是合成孔径雷达系统的发展方向之一。

1.3 发展历史及学术动态

雷达仿真在其早期阶段，由于处理器的计算能力的限制，只能仿真计算一些简单的参数。随着处理器的日益发展，开始出现比较复杂的仿真系统。早在上世纪七十年代，Hotelman就研究了雷达成像的仿真工作。而涉及SAR技术的研究最早出现在二十世纪七十年代末，1977年，美国Xonics公司的仿真研究表明，在双基地模式下可以实现动目标显示(MTI)和合成孔径成像;1979年，Goodyear公司和Xonies公司与美国空军签订合同，正式实施“战术双站雷达验证 (TBIRD)计划。随后，在八十年代，有很多学者研究了SAR图像的仿真书;1992年，Giorgio对以往成果进行了总结，并给出了一种更加新式的SAR原始回波仿真算法，随后，Giorgio又给出了关于自然表层，海洋上油层的SAR图像仿真。关于雷达的一些普通参数的仿真和估计，Barton写出过专著对其论述。

2 合成孔径雷达的应用

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：17421字