● 摘要
高分辨率的SAR图像对SAR的地面测绘、目标识别等后续处理都有重大的意义。而高分辨率SAR系统要求发射信号为宽带信号,目标散射特性在宽带和窄带条件下有较大差异,当前普遍采用的基于窄带的经典回波信号模型可能存在误差,因此有必要研究SAR通用回波信号模型,这种通用信号模型在宽带和窄带条件下都具有普遍适用性。
本论文针对上述问题开展研究,首先完成了SAR通用回波信号建模。从Maxwell方程入手,分析了弱散射条件下散射场模型的线性解。对完整雷达系统进行了从基带信号形式、调制发射、目标散射到天线接收、解调等的全链路仿真,推导出了SAR通用信号模型。
其次,对SAR通用模型进行了正确性验证及误差分析。使用CST电磁仿真软件来进行真实信号模拟仿真来验证模型正确性。对通用模型推导过程中使用的相关近似条件进行了误差分析。对模型各部分因子对信号模型的影响进行了理论分析及仿真,并提取出了关键影响因子。
最后,对SAR通用信号模型的应用开展研究。根据成对回波理论分析了经典模型与通用模型的联系。并对基于通用模型的成像算法进行研究,给出了通用成像算法的实现流程。使用通用成像算法对点目标进行了成像处理,并完成了成像评估。
本研究从具有普适意义的偏微分形式(Partial Differential Equations, PDEs)的Maxwell方程出发,结合雷达工作原理以及电磁波的传播过程,完成了SAR通用回波信号的建模。对模型进行了正确性验证及相关误差分析,研究了经典模型与通用模型的关系及通用成像算法,为提升高分辨率SAR图像质量寻求基础理论指导和可行技术途径。
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