合成孔径雷达RDA成像算法仿真及实现开题报告

 2023-10-10 15:04:20

1. 研究目的与意义

研究背景:雷达成像是现代探测科学领域的一项突破性成就。雷达(Radar)是“Radiodetection and ranging”缩写的音译,它利用目标对电磁波的散射而发现目标,并测定目标的空间位置[1]。随着科学技术的发展,宽频带微波技术与现代信号处理方法的日趋成熟,现代雷达不仅能够对目标进行定位、监视、跟踪,还能实现对飞机、舰船、空间目标以及地表等目标成像。雷达图像是根据雷达所照射场景(目标)的电磁散射特性重构得到,它包含了目标结构等信息,从而可实现对目标的识别[2]。运用雷达技术对目标进行成像,在军用及民用的众多领域具有广泛的应用前景。相对于传统真实孔径雷达的成像低分辨率,具有高分辨率的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)的概念在20世纪50年代被美国科学家Wiley提出来,并逐渐成为雷达成像技术的主流方向[3]。合成孔径雷达既是一种技术,又是一种数据获取和成像设备,它通过距离向的脉冲压缩和方位向的匹配滤波获得距离向和方位向的两维高分辨率图像[5]。利用目标——雷达相对运动形成的轨迹来构成一个合成孔径以取代庞大的阵列实孔径,从而保持优异的角分辨力[6]。从潜在意义上说,其方位分辨率与波长和斜距无关,是雷达成像技术的一个飞跃,因而具有巨大的吸引力。另外,它还具有可见光、红外等传感器所不具备的全天候工作能力以及穿透一定覆盖物的能力[7]。进入九十年代,随着大量星载、机载合成孔径雷达系统的研制成功与应用,合成孔径 雷达成像技术逐步完善,并且由于多频、多极化、干涉等技术的采用,合成孔径雷达研究表现为更加深入和实用化的发展趋势。由于合成孔径雷达所成图像反映的是地物的微波反射特性,其图像带有斑点噪声,较难解释;而且其成像原理比较复杂,数据获取及成像处理设备庞大、昂贵,成像和误差校正处理具有很大的难度和复杂度[8]。因此,开展合成孔径雷达相关目标成像仿真和目标图像特征分析,为目标自动识别提供技术支撑,并对合成孔径雷达系统的成像方法和性能进行仿真来验证,已成为合成孔径雷达研究的一种经济而重要的方法[9]~[12]

研究意义:合成孔径雷达是一种全天候的微波遥感系统,工作时向目标发射电磁波,利用接收来自目标反射回来的信号进行成像。其具有高分辨力、强透射性及全天候等优点,己被广泛应用于军事及民用领域。

1. 合成孔径雷达在军事领域的主要应用

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2. 研究内容和预期目标

本课题研究的主要内容基于合成孔径雷达的工作几何模型及信号模型,推导出带距离徙动校正功能的RD算法(RMA),并用matlab仿真工具实现该算法。

1.学习并掌握SAR的工作原理、成像模式和空间几何关系;

2.熟悉SAR的回波信号模型;

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3. 研究的方法与步骤

一.研究方法

1、查阅与雷达成像原理有关的书籍学习合成孔径雷达成像的原理与RDA算法计算出各仿真参数

2、学习使用Matlab软件,制定较为详细的程序设计方案并进行仿真,对仿真结果系统的分析

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4. 参考文献

[1] M.I.斯科尔尼克[美],王军、林强、米慈中、许绍杰 等译 雷达手册,电

子工业出版社,2003.7

[2] 保铮、邢孟道、王彤,雷达成像技术,电子工业出版社,2005.4

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5. 计划与进度安排

1~2周:理解毕业设计的任务,包括课题背景、工作内容及目标、要求等,并完成外文文献的翻译;

3~4周:学习使用 Matlab软件,制定较为详细的程序设计方案,完成开题报告;

5~7周:采用Matlab实现雷达点目标回波信号生成和RDA算法成像;

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