机载SAR成像条带展宽技术初步研究+Matlab仿真(3)
本文的最后是结束语和参考文献。
第2章 机载合成孔径雷达成像算法与仿真
2.1 SAR的成像原理
图2给出了正侧视合成孔径雷达（SAR）的距离向以及方位向的示意图，图中阴影部分即为雷达波束一次照射到的区域，随着载机的运动，测绘带将是一条带状区域。测绘带内沿着载机运动方向的为方位向（azimuth），与载机运动方向垂直的方向为距离向。点目标A、B位于同一方位向位置上，但距离向位置不同。相应的，点目标B、C位于同一距离向位置上，但方位向位置不同。
合成孔径雷达（SAR）的方位向分辨率是指雷达能够区分位于同一距离不同方位的两个点目标的能力，而距离向分辨率是指雷达能区分位于不同距离同一方位的两个点目标的能力。如图所示，若BC为系统所能区分的同一距离两点目标的最小方位向距离，这一距离即为SAR的方位向分辨率大小。同理，若AB为系统所能区分的同一方位两点目标的最小距离，则这一距离即为SAR的距离向分辨率大小。
图 2 SAR工作模式示意图
SAR与普通雷达的不同之处在于SAR通过距离向脉冲压缩和方位向的合成孔径聚焦方式获得高分辨率的二文图像，因此SAR的成像原理包括距离向脉冲压缩以及方位向的合成孔径聚焦这两个方面。
距离向高分辨率是通过发射宽带LFM信号，并对回波信号进行脉冲压缩来得到。对这样的信号用发射波形做匹配滤波时，因滤波是线性过程，其结果可视为分别处理后的结果叠加。如式所列，距离向的分辨率主要有信号带宽决定。同时，为保证SAR图像具有较高的信噪比，还需要发射信号具有大时宽。
SAR的方位向高分辨率是通过合成孔径原理来实现的。如图3所示，雷达在飞行过程中，不断发射信号，将接收到的回波信号进行相干处理后等效合成为一个长度大大增加的阵列天线，从而提高方位向的分辨率。合成孔径原理可以从匹配滤波、综合孔径、多普勒频率分析和光学菲涅耳衍射等角度考虑[29]。这里主要是从匹配滤波的角度对此做简要分析。