合成孔径雷达自聚焦算法的研究

1、上海交通大学硕士学位论文合成孔径雷达自聚焦算法的研究姓名:马磊申请学 位级别:硕士专业:信号与信息处理指导教师:刘兴钊20071201上海交通大学硕士 学位论文ii合成孔径雷达口聚焦算法的研究摘要合成孔径雷达（sar）是以多 普勒频移理论和脉冲相参为基础的合 成孔径技术，其突破了实孔径天线对方位向分 辨力的限制，与脉冲压缩技术相结合，实现了远距离目标的二维高分辨成像。随着 sar技术的飞速发展，人们用其获得了高分辨率的图像，同时对sar成像的要求 也愈来愈高，人们迫切希槊获得更高分辨率的图像。多年来，在sar成像领域，人们 一直致力于寻找更行z有效的口聚焦方法，以满 足不断提高的分辨率的要求。

2、木文 就sar信号处理屮有关成像算法、自聚焦技术方面内容进行了认真的研究,在此基 础上大胆提出和验证了新的自适应算法?冇效的提高了sar的成像质量。本文研 究的是sar成像中的自聚焦技术，而传统的自聚焦算法主耍是应用在方位向回波 相位残差的处理（当然它完全是可以应用在距 离向的处理上的），但是当它运用在方 位向冋波相位残并的处理时，它的一个最重要的前提条件就是:方位向和距离向的 耦合已经去除了，即距离向的走动和徙动已经完全去除，同一个距离单元的数据都 已经完美的在一条直线上（复图像域來看），对于同一距离单元br的数据单位來说 可以用统一的参数模型来处理。但实际情况并非如此，由于雷达平台运动参数

3、v受 到外界影响（尤其是对机载平台来说）并不能保持恒定的速度（大小和航行方向），加 上实际处理中的一些近 上海交通大学硕士学位论文iii似应用，所以实际的口聚焦 处理并不能达到最理想的状况。在对最常见的两种合成孔径雷达（sar）成像算法 深刻的分析和研 究的基础上（对距离多普勒成像算法（rd）和chirp scali ng 成像算法（cs）分别进行了 mat lab和c的仿真），我又通过理论计算（对子孔径算 法（md）和反射率偏移法（rmd）的比较）和仿真处理（对相位梯度口聚焦算法（pga） 的c仿真），对传统的三类口聚焦算法进行了研 究，包扌舌了参数模型的md,rmd算 法,非参数模型的pg

4、a算法以及最 优参搜索自聚焦技术。通过这些研究，不仅讣我对 整个成像过程中涉及到的一些关键参数有了更为清晰的认识，而且从各类自聚焦方 法其处理角度的不同得到了有益的启发。我将自聚焦的概念加以拓广，提出了一种 自适应成像算法。该算法摒弃了传统口聚焦算法对距离徙动已被完全纠止的假设， 将口适应处理的时机前移到距离徙动校i:阶段，通过修止若干系统参数使得距离 徙动被完美地校正，这些被?正的参数将被应用到后续的处理过程屮。在经过对 该算法的理论可行性进行了大量的数学分析，并且结合具体cs算法的成像过程给 出了整个自适应成像过程的具体细节，我将算法运用到了实际的处理小。对于获得 的结果，我主要从算法内部

5、参数对成像的影响;口适应算法对初始值偏离实际值的 数据的处理效果;口适应算法收敛性分析这三大方面对该算法进行了全面和详细的 性能分析，通过具体的成像图对比和数据曲线分析，得证该算法具有比传统算法更好 的成像精度及效果，令输出图像具有更好的相位保持上海交通人学硕士学位论文 iv特性。为了进一步的提高成像质量和算法的适用性，我参考了相关书籍,并经过 实际的验证，在很多方面乂做了有益的尝试，不断地完善了该自适应算法。关键词： 合成孔径雷达，口聚焦，距离徙动,口适应 上海交?大学硕止学位论文v research of the auto-focus algorithms in synthetic ape

6、rture radar abst ract synthetic aperture radar is one that bases itself on the principle of doppler frequency and the relating thesis on pulse coherent relations, which help sar transcend the boundary of azimuth definition of the real antenna. together with the technique of pulse compression, sar ma

7、nages to realize the forming of two-dimensional image of long distance with its further development afterwards, more people took advantage of this technique to form image of high definition and imposed higher standards on the image. and for years, various auto-focus algorithms had been used to impro

8、ve to reach people's high demands. in this paper, i have conducted a thorough research on different image-forming algorithms and various auto-focus algorithms, which includes theoretical analysis and relating simulations. on the basis of these work, i put out a brand new algorithm and verified i

9、ts efficiency, which played an positive role in improving the sar image's quality. this paper focused on the research on the sar auto-focus algorithms. while the traditional ones are used mainly on the process of azimuth 上海交通大学硕士学位论文 vi phase error (we can apply them into the range process as we

10、ll), which is based on one prerequisite that the coupling of data between range and azimuth has already been removed, that is to say, range cell migration and range move have been perfectly corrected, the real situation does not work that way. because of the uncertainty of the vector v (both quantit

11、y and direction), together with some rough procession, the application of the auto-focus algorithms can not reach the ideal point. besides the thorough analysis and research of the two commonly used sar image-forming algorithms (in fact, i have conducted respective simulation of the two), i have als

12、o conducted the theoretical computations (the comparison of map drift (md) and reflectivity displacement method (rmd) algorithms) and simulation of the phase gratitude algorithms (pga). by means of the study of the three kinds of traditional auto-focus algorithms including the model with or without

13、parameters, auto-search of best parameters, i have an in-depth understanding of some important parameters and their respective roles in the whole image-forming process and got some meaningful insights viewing from different points in conducting various auto-focus algorithms. by means of expanding th

14、e concept of the traditional auto-focus, i put out the auto-adapting algorithm, which abandons the hypothesis that the range cell migration has been perfectly corrected which the traditional ones turn to. i applied the process to the stage of correction of range cell 上海交通人学硕士学位论文 vii migration in th

15、e whole imagefoirning. the process helps to improve some important parameters1 accuracies and can be used for further following processes. after enough theoretical analysis and mathematical computation to evaluate the efficiency of the sei匸adapting algorithm, i applied it into the process of real da

16、ta within the framework of chirp scaling image-fbnning algorithm. on getting the results, i also conducted thorough analysis in the following three fields, internal set parameters* effect on the efficiency of the sei匸adapting algorithm, the effect which this algorithm played on the process of image-

17、forming with wrong parameter and the algorithm's astringency. through the comparison of real image from the raw data and analysis of data curves, i have reached a conclusion that this one has a more effect on the image quality as against traditional ones. in order to further improve the image qu

18、ality and this self-adapting algorithms1 efficiency, i also looked up relating information and practiced them in the real simulation and got some ideal results, which at the same time improve the algorithm itself. key words: synthetic aperture radar, auto-focus, range cell migration, self-adapting上海

19、交通大学硕士学位论文75缩略语radar radio detection and ranging 雷达 sar synthetic aperture radar 合成孔径雷达 fft fast fourier transform快速傅里叶变换prf pulse repeat frequency脉冲重复频率 lfm linear frequency modulation 线性调频 rd range and doppler 距离多普勒 cs chirp scaling 线形变标 apc antcnna*s phase center 天线相位屮心 qpe quadratic phase error二

20、次相位误差上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原 创性声明木人郑重声明:所呈交的学位论文，是木人在导师的指导下,独立进行研究 工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，木论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文小以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论 文作者签名:马磊h期:2 00 8年1 jj2 4 r上海交通大学硕士学位论文i上海 交通大学学位论文版权使用授权书木学位论文作者完全了解学校有关保留、使用 学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论

21、文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本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和汇 编本学位论文。保密，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密i （请 在以上方框内打叫”）学位论文作者签名:马磊 指导教师签名汶u兴创日期:2 00 8 年1月2 4日日期:200 8年1月2 4日上海交通大学硕士学位论文1第一章 概述1 . 1课题的研究背景大概从雷达诞生起,人们拖m 渎状锲聊簧峡吹侥勘甑 恼婕低枷?而不仅仅是-个尖头脉冲或一个亮点。为了更好地发挥雷达的作用，人们 一直在努力寻求提高分辨率的新方法。信息论在雷达领域屮的应用和宽带微波技术

22、 在现代信号处理的不断发展，以及全息成像理论的完善，导致了各种形式的高分辨率 成像雷达的诞生和发展。这使得人们真的在雷达屏幕上看到了目标的图像，实现了 人们 最初的愿望。成像雷达的岀现扩展了原始的雷达概念,使它具有对运动目标 （飞机、导弹等）、区域h标（地面等）进行成像和识别的能力，并在微波遥感应用方而 表现岀越来越大的潜力,为人们提供越来越多的有用信息。作为有源系统，成像雷达 不是像光学成像系统（无源的）那样利用目标对阳光的反射信息成像，而是主动向目 标发射屯磁波（微波范围，从分米波到毫米波），利用接收来自目标反射回来的信号进 行成像。因此，成像雷达具有全天时工作的能力。另外，无论是云、雾或

23、雨对微波都 无严重的影响。因此成像雷达能够不受fi照和天气条件的限制完 成对地观测，并对 某些地物具冇一定的穿透能力。这些特点，使它在农、林、地质、环境、水文、海 洋、灾害、测绘与军事等领域的应用具有独到的优势，在某些情况下,能起到其他遥 感手段起不到的作用。1成像雷达有多种，但大体上可以把成像雷达?成三大类， 即实孔径成像雷达、合成孔径成像雷达和二者兼冇的成像雷达。实孔径成像雷达主 要利用雷达实际天线（或天线阵）来获得高分辩，它存在着发展和改进的问题。合成孔 径成像雷达与实孔径成像雷达相比有许多优点，因此合成孔径雷达发展非常迅速，且 随着合 成孔径原理的不断推广，各种不同功能、不同形式和不同

24、用处的新体制合成 孔径雷达层出不穷。随着应用的深入，各用户迫切地希望进一步发展和提高合成孔 径雷达的技术水平,以拓展其应用领域。图像的分辨率一直是用户关心的首要问题。 1998年1月美国副总统戈尔提岀的”数字地球”计划小,就要求lm图像分辨率。军方 根据识别目标的需要，更提岀了0.10.3m分辨率的要求。据统计,0.3m图像分辨 率对 坦克、战车等目标可以识别80%o 1 m图像分辨率只能识别30%。识別巡洋舰、驱逐 舰等舰船和飞机都需要高的图像分辨率。聚束式合成孔径雷达为获得lm（或小于lm） 分辨率的雷达图像开辟了一条可实现的途径。因此，如何提高合成孔径雷达2-6 的分辨率，将大大提高我国

25、的雷达侦察能力和遥感水平，这对我国航天事业的发展及提高国防现代化水平有重大意义。当前，一个国家雷达分辨率的高低,已经成为衡量 和显示一个国家的综合国力及反映高科技发展水平的重要标志之一。本课题的研究 内容即是为这一目的服务的。上海交通大学硕士学位论文2希望木文的工作能为 提高我国雷达成像质量提供一些有用的理论依据和仿真实验方法，为我国航天事业 的发展做出冇益的贡献。1.2合成孔径雷达发展概述1.2.1国内外合成孔径雷达 (sar)的发展概况自从20世纪50年代sar概念的诞生以来,sar技术不断的发展， 许多新的概念和sar技术的重要组成部分被分别提出研究，如运动补偿成 像算法7,12,dop

26、pler参数估计13,14 ,sar图像后处理技术，干涉sar 15,16,结 合sar的地面动目标显(sar-gmti) 17-18等。运动补偿是实际中sar系统 的应用所不可回避的问题，它是sar成像实现的前提,运动补偿可分为基于仪器测 量的运动补偿和基于数据的运动补偿，国内外科研机构对其作了大量的研究。成像 算法的研究是sar成像的关键技术，它解决如何从雷达回波中重构场景的问题。 现有的成像算法已经成熟了，如距离多普勒算法(rd) 19-23，线形调频变标算 法 (cs,chirp-scaling) 24-30，非线性调频变标算法(ncs),距离徙动算法(rma) 6,31-34坐标格式

27、算法(pfa)35等o doppler参数估计是sar成像方位向匹配滤波处理的重要参数，现有的doppler估计方法已经比较有效了。国内在sar的研究 方面也取得了可喜的成绩。70年代后期,屮科院电子所开展了机载sar的研究工作, 在1983年得到了光学处理的地形图像，并在后来的工作中对机载sar系统和信 号处理作了进一步改进和完善，实现了数字信号处理方式。另外，航天工业总公司二 院25所研制的机载sar也获得了成功。1.2.2合成孔径雷达的几种工作方式 sar在不同的应用屮采用不同的模式。应用最广的sar的模式是条带sar (图11) 7,36-38。雷达波束被从e行平台(飞机或卫星)的一侧

28、照射到所感兴趣的区域。当 飞机向前运动的时候，雷达波束扫过一个条带状的区域，这就被称z为条带sar。根 据雷达波束方向和飞行路径方向之间是否垂一直，条带sar又可 分为正侧视sar和斜 视sar。对于正侧视sar,雷达波束方向是垂直于飞行路 径的。对于斜视sar,波束 方向并不垂直于飞行路径。另一利濮式的sar是聚束sar(图12) 7,36-38，这不同 于条带sar,在这一模式中雷达波束总是聚焦在一个固定的区域，当e行向前运动的 时候。相比之条带sar,聚束sar通常有更小的覆盖区域，但是有更高的分辨率。上 海交通大学硕士学位论文3图11条带sar figure 1-1 strip sar

29、图12聚束 sar figure 1-3 spotlight sar 1 . 3 sar自聚焦技术的发展sar自聚焦技术39 就是利用信号处理技术对回波数据进行补偿，是sar成像的关键技术2。关于其 研究，国外起步较早。二十世纪70年代屮期由hughes公司提出的map drift(md)自 聚焦技术在高分辨率成像雷达发展史上占有重要的地位，它可以对平台航迹速度不 准产牛的二次相位误差(造成图像散焦的主要原因)进行稳健的估计。尽管该方法计 算量大，但md算法3,40-42仍然是目前正在使用的主要的自聚焦技术,为众多 sar系统采用。1981年,mancil等人将md算法进行推广，从而使md算法

30、理论上 可用于估计更加高阶的相位误差。80年 代末,yoji提出了phase difference(pd) 43,44算法,其聚焦效果与md算法类似,主要特点是使计算量减小。90年代 初,moreira提出了reflectivity displacement上海交通大学硕士学位论文4 method(rdm) 8,45,46 ,dall 提出 了shift and correlation(sac) 47,48法，但这两种 方法均有一定的局限性。前者要求sar采用小天线，以得到很宽的方位波束，保证谱分析的可靠性;后者在复朵地形下往往失效。首次提出与1989年,发表在1994 年的关于phase g

31、radient autofocus(pga) 49-53算法的总结性文章，在sar领域引 起了广发的关注。pga算法无需估计和位误并的最高阶数，特别适合校止高阶和位 误差，被认为是一种稳健的高分辨率sar相位误差校正方法。我国一些研究所和高 校在sar自聚焦技术的研究方面也做出了许多工作，其中文献54-58提出了一 种基于最小爛准则的sar图像h聚焦算法，该算法从复图像域出发,利用最小爛准 则盲解卷积原理,通过多维搜索完成相位误差校止；文献50,59,60提出了利用图 像对比度作为图像聚焦程度的标准，同样通过多维搜索完成和位误并校止，但在搜索 过程屮重复计算图像的爛值计算量较大,从而不能满足实

32、时成像的要求。14木文 的研究内容本文在对人量合成孔径雷达自聚焦算法进行研究的基础上，基于对成像 本质的深刻理解，提出了一种崭新的自适应算法，有效地提高了成像质量。对文章的 结构安排如下：第一章，绪论，首先论述了本论文研究的背景和意义，概述了国内外合 成孔 径雷达的发展概况，介绍了合成孔径雷达口聚焦技术研究的现状及前景,阐述了 木论文研究的主耍内容和章节安排。第二章，合成孔径雷达回波信号模拟的理论基 础。？?章主要介绍在冋波信号模拟研究过程中,本论文所涉及的基本理论和相关内 容。一般合成孔径雷达的成像概述，以及具体介绍了距离多普勒成像算法(rd)和 chirp scaling(cs)算法过程，

33、以及在其两类算法上改进的其他成像算法。在此基础上, 对上述两类成像算 法进行了仿真处理。第三章，具体介绍了三大类自聚焦技术，参数 化的(包括了子孔径相关算法(md)和反射率偏移法(rdm)和非参数化的自聚焦技 术(主要介绍相位梯度自聚焦算法(pga),以及最优参数搜索自聚焦技术(最小爛准 则h聚焦算法)。对参数化的h聚焦算法进行了理论计算比较,而对非参数化的h聚 焦算法pga进行了仿真处理，最后对于最小爛准则口聚焦算法进行了详细的理论 阐述，为后续的研究工作作了铺垫。第四章，其也是木文的理论核心部分，首先详细 回顾了一下各种自聚焦算法？?不足，以及雷达成像过程中参数v对于整个合成孔径 雷达成像

34、的影响,在此基础上提出了能够解决这些问题的一种崭新的自适应算法，从 算法所能解决的问题 和算法针对这些问题如何解决两方面论证了算法的实际意义, 并且通过对该算法的详细流程的分析和理论推导进一步验证了其可行性。第五章, 在实际问题中运用该口适应算法的结果和比较，主要是从三方面论 证算法的实际意 义和可行性，即算法与一般成像算法的比较，算法对于有偏差参数的成像处理效果以 及算法自身收敛性的分析。并且本章对该算法进行了进一步的分析，运用新的思想 和相关算法对其进行了改进和应用。第六章，对本人的研究工作做了一个总结，并且 就提岀的新的自适应算法的 进一步改进和应用提岀了自己的一些看法。上海交通 大学硕

35、士学位论文5第二章sar成像算法2 .1合成孔径雷达的基木概念合成 孔径雷达是一种高分辨率的成像雷达1-3,这里所谓的高分辨率包含两方面的意 思:即高的角分辨率(即方位向分辨率)和足够高的距离向分辨率。sar采用合成孔径 原理提高雷达的角分辨率61;而距离方向分辨率62的提高则借助于脉冲压缩 技术3,63 o地面点目标飞行航线xbr(;)mbrtrmt(dohrw图21 典型的sar 儿何关系 figure2-1 typical geometric relations of sar sar '卜台的飞 行高度为h,沿着x轴正方向飞行，下视角为,0是雷达波束在斜距平面内采取的 斜视角。其

36、中mt为雷达沿着航线的航行时间(俗称的慢时间)，与其对应的又一个 称作为快时间的变量t),其是雷达沿着距离方向发射脉冲的时间单位，图屮(;)mbrtr表示雷达与点口标的瞬时距离,br为雷达航线到h标航 线的垂直距离。上 海交通大学硕士学位论文62.1.1合成孔径雷达二维分辨率2.1.1.1距离分辨 率sar距离分辨率的定义与实孔径雷达是一致的，说明了地面上可分辨两点的最 小间隔，因此有sar地面距离分辨率:()()2sinrgprctp8 = = <d(2-l)其中gr 是地面两点之间的距离,pt是脉冲宽度,c是光速。而且sar和实孔径雷达获得高 距离向分辨率的方法通常也是一致的，一般是

37、靠发射宽带信号，接收时采用各种脉冲 压缩技术以提高距离分辨率。此时在脉冲压缩下的sar地面距离分辨率为,()2 sinrgrrcbp5 = =(d(2-2)式中br为信号带宽,是下视角。2. 1 . 1 .2方位分辨 率 实孔径雷达方位分辨率是由沿航迹方向天线波束宽度来确定的。具有相同斜 距 的两个目标点沿方位向可进行分辨的最小间隔要求目标不能同时出现在雷?？波束 小，因此有实孔径雷达方位分辨率为,abwrrkdp6x = = ?(2-3)这里,r为雷达 与目标间的距离,bwo为天线的波束宽度，九为波长,d为天线 孔径,k是与天线加 权或犬线孔径上的电流有关的常数。可见，波束越窄，方位 分辨率

38、越好。而要想波朿 窄，就要求人的天线孔径或提高雷达工作频率。但是，往往在工作频率很高时,达到和 保持允许的天线机械和电气公差非常困难，或者由于体积和重量等限制，使实孔径天 线不可能获得非常窄的波束。很显然,(2-3)式所定义的方位向分辨率限制了常规实 孔径雷达进行二维高分辨成像的发展。对于星载平台，其方位分辨率将变得很坏，根 木达不到成像要求。因此为了提高雷达方位分辨率，提出了合成孔径技术。合成孔 径雷达能具有很高的方位分辨率是通过雷达载体(如飞机?卫星等)运动形成一个 巨大的有效 天线孔径获得的。单个天线沿航迹方向运动形成等效的天线孔径，只要 对接收的回波信号进行相干处理，其效果与一个合成天

39、线阵列接收的信号是一样 的。sar等效的合成孔径长度ls与常规实孔径雷达的方位分辨率相等为lrlsa =x(2-4)其中al是沿航迹方向天线长度上海交通大学硕士学位论文7形成的 等效合成天线阵列的波束宽度可以近似表示为0xssl = 2(2-5)上式中2表示合 成孔径天线”阵元”到fi标电波往返传播了双程距离，由于双程路径，合成阵列的等间 隔阵兀z间的相位差等于同样间隔的阵列处于单纯”接收”状态时的两倍。因此得到 合成孔径下的方位分辨力为2aalp = (2-6)合成?径的最大有效长度并不是无限 的,是受被载雷达的实孔径天线对于距 离r处的照射范围宽度限制的，有效孔径长 度不能比式(23)给出

40、的照射范围宽度 更大，于是bsrlo合成孔径雷达(sar)屮 最常用的是线性调频(lfm)脉冲信号6365。为使信号具有较好的相干性，发射信 号的载频必须十分稳定。设载频信号为2cjftc;r,脉冲信号以重复周期t依次发射, 即发射时刻mtmt = ,称为慢时间。以发射时刻为起点的时间用t)表示，称为快时 间。快时间用來计量电波传播时间，而慢时间是计算发射脉冲的时刻。因而发射的 信号可以写成 212()2(,)()cjfttmptstt rest e t tt y + = ) (2-7)其中 1 1 2 ()0 1 2 u rect u u < => , c f为中心频率,pt为脉

41、冲宽度,丫为调频率解调频是用一时间固定,而频率，调频率相同的lfm信号作为参考信号，用他和回波作 差频处理。设参考距离为refr,则参考信号为222 1 2()()22/(,)()refrefc r r j f 11 ref c c ref m ref t r c s 11 rect et7iy ? + ? = ) (2-8)式 2 8 中，ref t 为 参考信号的脉宽。参考信号屮的载频信号2cjfte兀应与发射信号屮的载频信号 相同，以得到良好的相干性。某点目标到雷达的距离为ir,雷达接收到的该目标信 号(jrmstt)为上海交通大学硕士学位论文8222 1 2()()22/(,)()ii

42、crrjftticcrmptrcstt arcct ct7iy? + ? = ) (2-9)解线性调脉，若 i ref r r r? = ?,则其差频输出为:*(,)(,)(, )ifmrmrefmsttsttstt= )(2-10)即 2 22444()2 /(,)() ref crjrjtrjfricccc if mptrcstt arcct c c c t 兀 丫 兀兀 y? = )(2-ll)若暂将讨论限制在一个周期里(即r?为常数)，则式2-1 1 在快时间域里为频率与r?成正比的单频脉冲。通过差频处理，全时间t将不在出 现在公式中。这是在回波信号与参考信号和干检波时消去的,这里隐含

43、着法和载频 是绝对稳定的。至于慢吋间mt,则体现 在口标距离ir里，对于一般动口标，用慢 时间计量已足够精确。参考信号与回?？作其共轨相乘，即做差频处理,回波变成单频 脉冲信号，且其频率与回波和参考 信号的距离差成正比，因而也叫做解线性调频处 理。线性频率2irfcy? = ? o因此，对解线性调频后的信号作傅立叶变换,便可在 频域内得到对应的各冋波的sine状的窄脉冲，脉冲宽度为1pt,而脉冲在频率轴 上的位置与r?成正比2()rcy?。2.2合成孔径雷达成像算法概述 在这一章 我们对合成孔径雷达的原理进行系统的讨论。合成孔径雷达于一般 的雷达在工作原 理和系统结构上基本相同，关键性的问题是

44、如何从实测数据实现场景的成像，而合成 孔径雷达的成像算法及其冇关问题一直是合成孔径研究的热点。在理想运动条件 下，成像原理是比较简单的。设在场景中的某处有一点目标，其冋波可记录在快时间 t)和慢吋间mt的二维平面里，通过快吋间的脉冲压缩?记 录的数据在t)-mt平 面里是一条复数曲线，称为该点目标的系统响应。系统响应沿平行于航线上的目标 有平移不变形，但对垂直于航线距离不同的口标具有空变 形。不过空变响应通过载 机运动及与目标位置的关系可以写出他的表达式，于是通过匹配滤波就可以求得各 点目标的位置，从而重建场景的图像。上海交通大学硕士学位论文92.2.1距离. 多普勒算法(rd算法)对场景中的点目标p的回波进行分析,参考图21典型的 sar几何关系，设此点目标到飞行航线的垂直距离为br,并以此垂直距离线和航 线的交点为慢时间mt为零点，而在任意时刻mt雷达天线的相位中心至p的斜距 为(jmbrtr,函数里的br为常数，但他对距离徙动有影响，故在函数里注明。