6第五章(雷达波形1)

雷达波形模糊图专业训练课设报告

专业综合 课程设计报告 课设题目：雷达波形模糊图 学院：信息与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 哈尔滨工业大学（威海） 2013年11月28日 一、设计任务 模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具, 是雷达信号理论中极为重要的一个概念。模糊函数最初是在研究雷达分辨力问题时提出的, 并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。但模糊函数不仅可以说明分辨力, 还可以说明测量精度、测量模糊度以及抗

干扰状况等问题。雷达信号的模糊函数与雷达信息的提取紧密相关, 它不仅涉及了雷达的精度, 还涉及了雷达的抗干扰、自适应以及雷达信号的处理方式。本次课程设计目标是：画出某线性调频和相位编码信号的模糊图；根据模糊图分析多普勒频移对匹配滤波的影响；产生雷达回波数据并匹配滤波，根据仿真结果分析各参数对匹配滤波结果的影响。 二、 方案设计 设计某线性调频和相位编码信号 线性调频波形的定义为 ()?? ? ??=2cos t t x τβπ τ≤≤t 0 （1） 使用复数表达式，有 ()()t j t j e e t x θτ πβ==/2 τ≤≤t 0 （2） 该波形的瞬时频率是相位函数的微分 ()()t dt t d t F i τ βθπ==21 （3） 假设0>β，在s τ的脉宽内()t F i 线性地扫过了整个Hz β带宽。当βτ=50时，()t F 就是一个线性调频波。 画出其模糊图并分析模糊图的特征 模糊函数是波形设计与分析的工具，它可以方便地刻画波形与对应匹配滤波器的特征。模糊函数在分析分辨率、副瓣性能，以及多普勒和距离模糊方面非常有用，另外也可以用于对距离-多普勒耦合的分析。 考虑当输入为多普勒频移响应想()()t F j t x D π2ex p 时波形()t x 的匹配滤波器输出。同时，假设滤波器具有单位增益（1=α），并且设计为在0=M T 时达到峰值。这仅仅意味着滤波器输出端的时间轴与目标距离期望的峰值输出时间相关。滤波器的输出为 ()()),(?)()2ex p(;*D D D F t A ds t s x s F j s x F t y ≡-=?∞ ∞ -π （4） 将其定义为复模糊函数，即),(?D F t A 的幅度函数，即 ),(?),(D D F t A F t A ≡ （5） 它是二变量函数：一个是相对于期望匹配滤波峰值输出的时延，另一个是为滤波 器设计的多普勒频移与实际接收的回波的多普勒频移之间的失配。 雷达信号的时间频率二维模糊函数定义为： dt e T t x t x F T y t F i d d d d d π2*)()(),(?∞ ∞ -+= （6） 上式不是模糊函数的唯一形式，为了分析方便，模糊函数还可以写成卷积形式，

雷达波形设计

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雷达图像 处理

与光学图像相比，SAR图像视觉可读性较差，并且受到相干斑噪声及阴影、透视收缩、迎坡缩短、顶底倒置等几何特征的影响。因此对SAR雷达图像的图像增强与边缘检测将有别于一般的光学图像。 首先，图像增强技术是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息，它是一种将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量，丰富信息量，加强图像判读和识别效果的图像处理方法。从纯技术上讲，图像技术分为频域处理法和空域处理法。 空域图像增强是直接对图像中的像素进行处理，基本上是以灰度影射变化为基础的，所用的影射变换取决于增强的目的。具体来说，空域法包括点运算和模板处理，其中点运算时针对每个像素点进行处理的，与周围的像素点无关。空域增强方法大致分为3种，它们分别是用于扩展对比度的灰度变换、清除噪声的各种平滑方法和增强边缘的各种锐化技术。灰度变换主要利用点运算来修改图像像素的灰度，是一种基于图像变换的操作；而平滑和锐化都是利用模板来修改像素灰度，是基于图像滤波的操作。 频域处理法的基础是卷积定理。传统的频域法是将需要增强的图像进行傅里叶变换或者离散余弦变换，或者是小波变换，然后将其与一个转移函数相乘，再将结果进行反变换得到增强的图像。 在空域图像增强中，形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的，利用不同的数学形态学变换滤波方法在对S AR图像直接进行平滑滤波的应用中取得较好的结果。算法简单，物理意义明显。 形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的。由于形态学算子实质上是表达物体或形状的集合与结构元素之间的相互作用，结构元素的形态就决定了这种运算所提取的信号的形态信息。因此数学形态学对信号的处理具有直观上的简单性和数学上的严谨性，在描述信号形态特征上具有独特的优势。同时，形态学中的形态滤波器可借助于先验的几何特征信息，利用形态学算子有效地滤除噪声，又保留图像中的原有信息。因此在图像平滑滤波、分割、识别、形状描述等方面得到了广泛的应用，它最显著的特点是直接处理图像表面的几何形状，具有快速、健壮和精确的特性。 本文将开运算和闭运算的另外一种组合方法——交替顺序滤波运用到s AR图像增强处理中。它是用一系列不断增大的结构元素来执行开闭滤波。具体过程如下：本文开始使用的是一个2 ×2较小的结构元素，然后增加其大小，直到其大小与获得单个开闭滤波器最佳效果所用的3 ×3结构元素的大小相同为止。 在频域图像增强中，小波变换的时域与频域是具有多分辨率的时频分析方法，我们可以利用它的这个特性来对信号做高通滤波和低通滤波，得到原始信号的逼近信号和细节信号。对一幅图像sar进行基于小波变换的增强处理，主要步骤：1、对图像用mallat快速算法进行小波分解；2、选取增强系数；3、对处理后的小波系数进行小波逆变换，得到增强图像。多尺度积用于图像边缘检测。但小波变换各向同性的性质导致方向选择性差，不能有效地捕捉轮廓信息。 其次图像边缘检测边缘的种类分为两种，一种为阶跃性边缘，它两边的像素的灰度值有着显著的不同；另一种成为屋顶状边缘，它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。边缘特征提取的常用方法有Sobel算子和Cannny算子，其中canny算子对高斯加性噪声有一定的抑制作用，提取的边缘方向和位置信息比较准确，但是SAR的噪声为Gamma分布的乘性噪声，

雷达成像技术

雷达成像技术实验报告 实验一 ——线性调频信号的匹配实验理论分析： 线性调频信号的一般表示形式为：s=exp(j*pi*k*t.^2)，雷达发射信号脉冲线性调频信号，回波有一定的脉宽。雷达测距的分辨率受回波脉宽的影响，因此对接收信号进行脉冲压缩可以提高雷达测距分辨率。 脉冲压缩的思路是对接受信号做相关。对信号做相关，即使信号通过一匹配滤波器，匹配滤波器的冲激响应为s*（-t），系统传递函数S*(f) 。对于线性调频信号S（f）=exp(-j*pi*f.^2/k)。所以S*(f) =exp(j*pi*f.^2/k)。 可以有三种方法实现匹配滤波。 1.信号直接通过滤波器Hf=exp(j*pi*f.^2/k)。 2.对回波信号s（t）进行变换得到s*（-t），再将回波信号通过以s*（-t）为冲激响应的滤波器。 对回波信号s（t）进行变换得到S*(f)，再将回波信号通过以S*(f)为系统传递函数的滤波器。 源程序： clear all Tu=10.e-6; Br=100.e6; fs=120.e6; ts=1/fs; kr=Br/Tu; N=round(fs*Tu); N=2^(round(log2(N))+1).*2; Tp=N/fs; t=(-Tp/2:ts:(Tp/2-ts))+14.e-6; s1=exp(j*pi*kr*(t-13.e-6).^2).*(abs(t-13.e-6)

雷达图像处理(ENVI)

雷达图像处理ENVI ENVI提供基本的雷达图像处理功能，包括雷达数据格式支持、雷达文件定标、消除天线增益畸变、斜距校正、入射角图像生成、斑点噪声压缩、合成彩色图像等。 多标准ENVI图像处理功能也可以用于处理雷达数据的处理，如图像显示功能、图像拉伸、颜色处理、图像分类、几何校正、图像配准、卷积滤波、图像融合等。 目前，大所述雷达成像系统都是侧视成像，这种雷达系统所测量的距离是目标物到平台一侧的距离（倾斜距离），基于这种几何系统获得的图像叫斜距图像。雷达斜距数据在侧向范围有系统几何畸变，实际上，由于入射角的变化使得垂直侧向范围的地距和像素大小发生变化。因此，要使用雷达图像，必须经过从斜距到地距的校正处理。 自适应滤波器被设计成对斑点噪声压缩的同时，对图像分辨率的减少是微笑的。自适应滤波器运用围绕每个像元值标准差来计算一个新的像元值。不同于传统的低通平滑滤波，自适应滤波器在抑制噪声的通透式保留了图像的高频信息和细节。 Lee滤波器用于平滑亮度各图像密切相关的噪声数据以及附加或倍增类型的噪声。 增强型Lee滤波器可以在保持雷达图像纹理信息的同时减少斑点噪声。 Frost滤波器能在保留边缘的情况下，减少斑点噪声。 增强型Frost滤波器可以在保持雷达图像纹理信息的同时减少斑

点噪声。 Gamma滤波器可以用于在雷达图像中保留边缘信息的同时减少斑点噪声。 Kuan滤波器用于在雷达图像中保留边缘的情况下，减少斑点噪声。 Local Sigma滤波器能很好地保留细节并有效地减少斑点噪声，及时是在对比度较低的区域。 Bit Error Filters比特误差误差滤波器可以消除图像中的”bit-error”噪声。

雷达系统设计

设计要求 设计一雷达系统，对1m2目标，要求探测距离为10km ，发射波形为常规脉冲，方位角分辨力为2°，俯仰角分辨力为20 °，距离分辨力为15m 。要求： 1 设计和计算雷达系统的各项参数，包括工作频率、发射功率、接收机灵敏度、天线孔径和增益，脉冲重复频率、相参积累时间等。 2 分析系统的最大不模糊速度和最大不模糊距离、计算系统的速度分辨力。 3 在学完雷达系统脉冲压缩相关内容后，设计线性调频波形，使雷达的作用距离增加到200km ，距离分辨力达到3米。并画出单一目标回波经过脉冲压缩后的波形。 参数求解： 1.1雷达工作频率f ，发射功率t P 已知距离分辨率的公式为：min 2 c R τ ?= ，式中c 为电波传播数度，τ为脉冲宽度，则7 min 8 2215100.1310 R s s s c τμ-??= ===?，不妨取雷达的工作频率为1f GHZ =，发射功率40t P kW =，则8 9 3100.3110c m m f λ?===?。 1.2天线孔径及增益 雷达的角度分辨力取决于雷达的工作波长λ 和天线口径尺寸L ，约为/2L λ ,则可得： 水平口径尺寸L 为： 0.3 4.32290 L m m λπα= =≈? 垂直口径尺寸h 为： 0.0750.43229 h m m λπ β= =≈? 天线的孔径224.30.43 1.8478D Lh m m ==?= 天线增益2 2 44 1.8478 2580.3A G ππλ?= = ≈ 1.3脉冲重复频率r f

发射波形为简单的矩形脉冲序列，设脉冲宽度为τ，脉冲重复周期为r T 则有： av t t r r P P P f T τ τ== 设r f τ称作雷达的工作比为D ，常规的矩形振幅调制脉冲雷达工作比的范围为0.0001-0.01，为了满足测距的单值性，不妨取0.001D =，则 6 0.001 100.110r D f Hz kHz τ -== =? 1.4接收机灵敏度 若以单基地脉冲雷达为例，天线采用收发共用，则雷达方程为： 1 2 4 max 2min 4t r i P A R S σπλ?? =???? 所以，接收机灵敏度() 23211min 42423max 40101 1.8478 1.210440.31010t r i P A S w w R σπλπ-???==≈???? 1.5相参积累时间 设单基地脉冲雷达的天线为360 环扫天线，天线扫描速度20/min a r Ω=，水平波速选择时运用最大值测向，当水平波速的宽度大于显示器的亮点直径时，可取： 0.5==2θα 则对一个点目标的相参积累时间t 为： 0.5 21 20360/6060a t s s θ===Ω? 脉冲积累个数31 101016660 r n tf == ??≈ 2 最大不模糊速度，最大不模糊距离，速度分辨率 不产生频闪的条件是：1 2d r f f ≤ 其中d f 表示脉冲多普勒频率，由2r d v f λ = 关系可得最大不模糊速度： 3 max 0.31010/750/44 r r f v m s m s λ??===

雷达波形设计与LFM信号处理(雷达脉冲压缩)

雷达波形设计与LFM信号处理(雷达脉冲压缩) 本文关键词：雷达脉冲压缩,波形设计,二相编码信号,旁瓣抑制,检测与参数估计,反辐射导弹,抑制滤波器,分数阶,线性调频,回波,变换,多普勒频移,脉压,信噪 比损失,时域信号,匹配滤波,模糊函数,联合分辨,距离旁瓣,峰值旁瓣电平 雷达波形设计与线性调频(LFM)信号的处理在雷达系统中占有重要的位置。本文主要研究了雷达脉冲压缩波形的设计、脉压旁瓣抑制体制的性能分析与改进、旁瓣抑制滤波器的设计、LFM信号的分析与处理特别是反辐射导弹的检测与参数估计。现代雷达技术中广泛使用LFM信号，对LFM信号的处理至关重要。雷达信号中线性调频项的产生有两种原因，一是人为因素有意产生的，如脉冲压缩技术中使用的LFM信号；二是目标本身客观存在的，如导弹的主动飞行段、飞机的机动飞行等产生的加速度，以及目标与雷达平台相对运动所产生的雷达回波信号中的线性调频项，如合成孔径雷达(SAR)回波、反辐射导弹回波等。常规的雷达脉冲压缩波形有LFM信号和相位编码信号。LFM信号的模糊函数为斜刀刃形，优点是对多普勒频移不敏感，但时频联合分辨率差，脉压输出的峰值旁瓣电平高达 -13.2dB；二相编码信号如13位Barkei。码具有图钉状的模糊函数，因而时频联合分辨率好，且脉压输出的峰值旁瓣电平相对较低，为-22.2dB，但对多普勒频移敏感。本文提出了一类新的脉压信号——二次伸缩二相编码信号，将具有特定Fourier级数展开系数的波形在时域进行二次伸缩，采样，并符号化为二值序列，即得到这类二次伸缩二相编码信号。信号本身兼有线性调频和调相，因而其模糊函数为刀刃型和图钉型的复合形状，对多普勒频移不敏感及有较好的距离一速度联合分辨率，且其峰值旁瓣可低于-30dB。脉压波形经匹配滤波后，除了主瓣，尚存在不希望的距离旁瓣，影响了雷达对多目标的探测。对于LFM这类复信号，传统的旁瓣抑制方法是在匹配滤波后引入加权网络，在频域进行加权处理，使旁瓣降低。而对二相编码脉压信号等实信号，则用最小二乘法(LS)、线性规划法(LP)和加权失配滤波器法(WMMF)设计数字失配滤波器，在时域直接进行旁瓣抑制。处理的结果虽降低了距离旁瓣，但却导致了信噪比损失，而LFM信号的频域加权网络还使主瓣展宽。本文提出一种新的脉压旁瓣抑制体制，即匹配滤波后再取包络，然后经过旁瓣抑制滤波器抑制距离旁瓣。这样就既适用于LFM等复信号，又适用于二相编码等实信号。针对这种体制，得到了修正的旁瓣抑制滤波器设计方法。结果这种旁瓣抑制体制及相应的滤波器设计方法，在保持与常规旁瓣抑制体制相同峰值旁瓣的情况下，信噪比损失改善了0.2～4dB，且对于LFM信号，旁瓣抑制后的主瓣宽度更窄。雷达目标回波中很大一部分为LFM信号。如SAR 回波，反辐射导弹(ARM)发射初期的回波等。由于LFM为非平稳信号，经典Fourier 分析不再适用，而Radon-Wigner变换非常适于分析LFM信号，但计算量很大。分数阶Fourjer变换是近几年兴起的一种新的时频分析工具，可看成Fourjer 变换的推广并可用FFT实现，且信号FRFT的模平方即为其Radon-Wigner变换。本文提出了分数阶Fouijer变换的一种新的解释，即其为广义时域信号的Fourjer变换，这个广义时域信号是由于时频平面中坐标轴的旋转，而使原时域信号呈现新的时域表示或称广义时域形式。另外，本文利用FRFT的角度相加性，

雷达成像技术-第二章

第二章距离高分辨和一维距离像 雷达采用了宽频带信号后，距离分辨率可大大提高，这时从一般目标（如飞 机等）接收到的已不再是“点”回波，而是沿距离分布开的一维距离像。 雷达回波的性质可以用线性系统来描述，输入是发射脉冲，通过系统（目标） 的作用，输出雷达回波。系统的特性通常用冲激响应（或称分布函数）表示，从 发射波形与冲激响应的卷积可得到雷达回波的波形。 严格分析和计算目标的冲激响应是比较复杂的，要用到较深的电磁场理论， 不属于本书的范围。简单地说，雷达电波作用的目标的一些部件对波前会有后向 散射，当一些平板部分面向雷达时还会有后向镜面反射；这些是雷达回波的主要 部分；此外还有谐振波和爬行波等。因此，目标的冲激响应（分布函数）可以用 散射点模型近似，即目标可用一系列面向雷达的散射点表示，这些散射点位于后 向散射较强的部位。由于谐振波和爬行波的滞后效应，有时也会有少数散射点在 目标本体之外。如上所述，目标的散射点模型显然与雷达的视线向有关，例如当 飞机的平板机身与雷达射线垂直时有很强的后向镜面反射，而在偏离不大的角度 后，镜向反射射向它方，不为雷达所接收。目标的雷达散射点模型随视角的变化 而缓慢改变，且与雷达波长有关，分析和实验结果表明，在视角变化约10°的 范围里，可认为散射点在目标上的位置和强度近似不变。顺便提一下，前面曾提 到微波雷达对目标作ISAR成像，目标须转动3°左右，在分析时用散射点模型 是合适的。 虽然目标的散射点模型随视角 快得多。可以想像到，一维距离像是 三维分布散射点子回波之和，在平面 波的条件下，相当三维子回波以向量 和的方式在雷达射线上的投影，即相 同距离单元里的子回波作向量相加。 我们知道，雷达对目标视角的微小变 化，会使同一距离单元内而横向位置

基于Matlab的雷达FSK波形设计

基于Matlab的雷达FSK波形设计 摘要：伴随着电磁技术的迅猛发展，各种雷达反侦察系统源源不断的出现，因此降低雷达的截获概率变得极其重要。由于跳频信号具有更高反侦查力以及更优越的低截获能力且距离分辨率只取决于跳频频率。因此，本文采用FH跳频技术进行雷达波形设计。本文以FSK信号作为基本出发点，设计不同的编码方式，包括Costas编码，以及Costas_Frank混合编码，并从信号的带宽，功率谱密度，多普勒函数，截获因子特性等方面入手探究。仿真结果显示，该雷达波形具有优越的性能。 关键词：FSK；Frank；Costas；Frank_Costas；FH跳频技术 FSK radar waveform design Based on Matlab Student majoring in Electronic information science and technology Wang Yidan Tutor Yang Hongbing Abstract：With the rapid development of electromagnetism, all kinds of anti-radar system emergging in endlessly, so it is particularly important to low intercept performance of radar.. The frequency hopping signal has higher detection and more high-quality low intercept ability and range resolution is independent of the hopping bandwidth, it only depends on the hop rate. So the FH frequency hopping technology is used in this radar waveform design. The design is based on the FSK signal to design different ways of encoding, including Frank coding, Costas codes, as well as Costas_Frank hybrid coding. To analysis the bandwidth of the signal, power spectral density, doppler ambiguity function, the features of the intercept factor analysis. The simulation results show that the radar waveform has excellent performance. Keywords:FSK;Frank; Costas; Costas_Frank; ,Frenquency Hopping 1 绪论 1.1课题研究背景及意义 雷达是一种用来侦查目标方相关电子讯息的现代化设备，以向空间辐射电磁波能量为主要工作形式，当发射的电磁波碰到敌方时，接收机会吸收到从敌方目的地返回来的电磁波的一些能量，当返回能量超过确定的阈值，那称为雷达可以

雷达图像的增强处理

三、雷达图像的增强处理 地质雷达数据由于干扰以及地下介质复杂的原因，即使进行了数据滤波、偏移归位处理，我们有时也难以从雷达图像上对其进行地质解释，需要对图像信息进行增强处理，改善图像质量以利于识别。 1、振幅恢复 雷达接收记录到的反射波振幅由于波前扩散和介质对电磁波的吸收，在时间轴上逐渐衰减。为了使反射振幅仅与反射层有关，需要进行振幅恢复。在均匀介质中，距发射天线为处的电磁波振幅为：，式中，是雷达发射天线发射出的电磁波的振幅；是波前扩散因子；是吸收系数。若接收到的反射波的双程走时为，则反射波的真振幅为。 由于反射波的实际路径（是电磁波的平均速度），则上式可变为：，于是可由雷达记录的反射波振幅A与反射波走时近似恢复反射波的真振幅，关键是吸收系数的选取。 2、道内均衡 雷达数据经处理后，通常浅层能量很强，深层能量很弱，这给信息输出显示造成困难，为了使浅、中、深层都能清晰显示，道内平衡能解决个问题。 道内均衡的基本思想是把各道中能量强的波相对压缩一定的比例，把相对弱的波增大一定的比例，使强波和弱波的振幅控制在一定的动态范围之内。据此，将一道记录的振幅值在不同的反射段内乘上不同的权系数即可。 设为均衡后的振幅，为待均衡的振幅值，为权系数（为采样号），则： ，（5-3-6）

是个缓慢渐变得序列，局部的可视为常数，这相当于由各个和各个构成的波形在局部看来是相似的。而从整道记录看，对振幅小的时段，取较小的值，以增大的值；对振幅较大的时段，用较大的值，以缩小的值。所以，应是一个与某个时段内的平均振幅成比例的序列。 在实际资料处理过程中，待均衡的记录长为，把它平分为段，每个小段长度为：，又设（）为各段内的振幅和，记为： ， 第段的平均振幅值 可代表每一个时间段内的平均振幅，以其倒数作为加权系。 则均衡处理后的振幅为： ， 称为道内平衡系数，是个常数，由用户提供，用来调整振幅的幅度达到一定的目的。 3、道间均衡 一般情况下，由于接收条件的差异，雷达记录道与道之间的能量不均衡，这会影响剖面上同相轴的连续性，为了改善剖

探地雷达成像算法研究综述

探地雷达成像算法研究 摘要 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)集无损检测、穿透能力强、分辨率高等众多优点而成为检测和识别地下目标的一种有效技术手段。性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标，同时提高对目标的检测和识别能力，从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。 本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备，从中读取探测数据。以MATLAB为软件平台，实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。其中数据显示方式包括数据的波形堆积图，剖面面色阶图以及带数据波形图；数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等；雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。

Imaging Algorithm of Ground Penetrating Radar ABSTRACT GPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used. In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a data waveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.

雷达成像

利用MATLAB的条带SAR 成像实验报告 实验者：040920228 秦坤 0409203 郭江哲 040920231刘海

一、实验目的 1.掌握SAR 成像基本原理。 2.学习利用MATLAB 做条带SAR 的距离与方位上的脉冲压缩。 3.学习正侧视条件下的距离多普勒算法。 二、基本实验原理 1.脉冲压缩基本原理 窄脉冲有这距离分辨率高的特点，而宽脉冲有着作用距离原的特点，为充分利用其相互 特变，而选择发射宽脉冲，满足作用距离的要求，在接收端，通过脉冲压缩提高分辨率。根据信号理论推导，信号可压缩的条件: TB >1 T — 发射信号时宽 B — 发射信号带宽 频域滤波器的三种构造方法： 1、将发射信号共轭反转,补零后作DFT 。 2、将发射信号补零后，作DFT 后取共轭。 3、根据发射信号频谱的解析表达式直接计算 2.合成孔径基本原理 常规雷达方位分辨率 为了改善方位分辨率要求非常大的天线孔径D 。利用阵列原理，将需要大孔径D 的天线分别用实阵代替而形成合成孔径。此时有： 3.SAR 信号分析 D λβ=a R R D λ ρβ==2a R L λ ρ=

根据SAR信号模型推导知方位分辨率为： 从上式可以看出此时的方位分辨率与距离无关，而与孔径大小成反比，这与传统雷达相反。 由于SAR信号和采集的缘故，方位上存在的距离徙动，根据远场理论分析知 有效的距离徙动校正方法是在距离多普勒域进行。校正方法： 方法1：插值 方法2：在频域乘以一个线性相位 根据上述分析得出SAR成像信号处理流程： 4.距离多普勒算法 距离徙动校正的难点: 方位向不同目标距离徙动轨迹交错导致无法有效统 一校正。 有效的解决方法：在距离多普勒域进行距离徙动校正。 SAR图像 2 a D ρ=