利用多普勒分辨的连续波sar成像方法研究

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1、中图分类号：TN957论文编号：102870416-S082学科分类号：081001硕士学位论文利用多普勒分辨的连续波SAR成像方法研究研究生姓名熊倩学科、专业信号与信息处理研究方向雷达成像指导教师汪玲教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringStudyonContinuousWaveSARImagingExploitingDopplerRes

2、olutionAThesisinSignalandInformationProcessingbyXiongQianAdvisedbyProf.WangLingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

3、本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要传统合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,简称SAR)采用宽带脉冲波形，为适应平台小型化、轻型化以及低功耗的发展要求，出现了调频连续波(FrequencyModulatedContinuousWave,简称FMCW)SAR，这两种体制SAR均依赖宽带波形提供的高距离分辨率。论文主要研究利用多普勒分辨的连续波SAR成像方法，该方法利用

4、连续波信号本身具有的高多普勒分辨率进行成像，不依赖发射波形的带宽，适用于窄带连续波SAR，在基于外部机会照射源的无源雷达领域也具有较好的应用前景。论文第一章回顾连续波(Continuouswave,简称CW)SAR的发展历程和现状，介绍传统CWSAR成像方法，并给出本文的研究背景和主要研究内容。论文第二章首先从波方程出发，推导通用雷达回波模型；然后建立可利用多普勒分辨的SAR成像数据模型，并分析该模型的特点；继而给出基于多普勒分辨的滤波反投影成像方法，通过对点扩展函数进行分析，剖析成像本质，并推导影响成像分辨率的主要因素。发射信号载频越高，信号积累时间越长，平台运动速

5、率增大，都会提高成像分辨率，而SAR平台与目标间距离越远，分辨率降低。最后从成像视线方向和成像分辨率这两方面，与利用距离分辨的传统SAR成像方法进行对比。论文第三章通过仿真实验，验证利用多普勒分辨的CWSAR成像方法的可行性，明确各参数对成像性能的影响。仿真中以单频连续波为例，采用不同的载机配置，分别对点目标和区域目标进行仿真成像，并且针对固定的载机配置，逐一改变影响成像性能的各参数，给出成像结果，并进行对比分析。论文第四章将利用多普勒分辨的CWSAR成像方法应用于FMCWSAR，给出利用多普勒分辨的FMCWSAR成像算法。在单基模式下，采用不同带宽的FMCW信号对多

6、点目标进行仿真成像，并对仿真结果进行对比分析，总结出利用多普勒分辨的CWSAR成像方法不受信号带宽限制，即使在窄带宽时也能获得良好距离分辨的特点。论文第五章以全球定位系统(GlobalPositioningSystem,简称GPS)信号为例，探讨利用多普勒分辨的成像方法在基于外部照射源的SAR领域的性能特点。首先对GPS信号的模糊函数进行分析，获得GPS信号的延时和多普勒分辨特点。然后以GPS卫星发射和机载接收的双基SAR系统为例，进行仿真实验，总结出利用多普勒分辨的成像方法适用于无源SAR领域。论文第六章对全文的研究工作进行了总结，并指出还需要进一步研究和解决的问题

7、。关键词：合成孔径雷达(SAR)；成像；连续波(CW)；多普勒；滤波反投影(FBP)i利用多普勒分辨的连续波SAR成像方法研究ABSTRACTThetraditionalsyntheticapertureradar(SAR)useswidebandpulsedwaveforms.Inordertomeettheincreasingdemandsofminiaturization,light-weightandlowpowerconsumptionoftheSARplatform,aSARsystemusingfrequencymodulatedcon