合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真一. SAR 原理简介合成孔径雷达(SyntheticAperztureRadar,简称 SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率,利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率,从而获得大面积高分辨率雷达图像。SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后,雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定:CP 二,式中 P 表示雷达的距离分辨率,B 表示雷达发射信号带宽,C 表示光速。同 r2Br_rr样,SAR 回波信号经方位向合成孔径后,雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定:vP 二芳,式中 P 表示雷达的方位分辨率,B 表示雷达方位向多谱勒带宽,v 表示方位 aBaaaa向 SAR 平台速度。二. SAR 的成像模式和空间几何关系根据 SAR 波束照射的方式,SAR 的典型成像模式有 Stripmap(条带式),Spotlight(聚束式)和 Scan(扫描模式),如图 2.1。条带式成像是最早研究的成像模式,也是低分辨率成像最简单最有效的方式;聚束式成像是在一次飞行中,通过不同的视角对同一区域成像,因而能获得较高的分辨率;扫描模式成像较少使用,它的信号处理最复杂。Stf>PmjP 喋带式 ISi»iiign!嗓束式〕Scan 描檯式〕这里分析 SAR 点目标回波时,只讨论正侧式 StripmapSAR,正侧式表示 SAR 波束中心和SAR 平台运动方向垂直,如图 2.2,选取直角坐标系 XYZ 为参考坐标系,X0Y 平面为地平面;SAR 平台距地平面高 h,沿 X 轴正向以速度 V 匀速飞行;P 点为 SAR 平台的位置矢量,设其坐标为(x,y,z);T 点为目标的位置矢量,设其坐标为(x,y,z);由几何关系,目标TTT与 SAR 平台的斜距为:|PT|=X-x)2+(y-y)2+(z-z)2(2.1)TTT由图可知:y二 0,z二 h,ZT-0;令 x二 v-s,其中 v为平台速度,s 为慢时间变量(Slowtime),假设 X 二 vs,其中 s 表示 SAR 平台的 X 坐标为 X 的时刻;再令 r=H2+y2,r 表示目TT予 T标与 SAR 的垂直斜距,重写 2.1 式为:|PT=R(s;r)=Jr2+v2•(s-s)2(2.2)R(s;r)就表示任意时刻 s 时,目标与雷达的斜距。一般情况下,vs-s<