基于SAR成像的三維電磁散射特性反演方法的研究.pdf

1、微波三維成像技術(shù)較傳統(tǒng)的合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)可獲得更豐富的信息,它能夠準(zhǔn)確地從背景噪聲中分離出目標(biāo)的空間位置及散射信息,有利于人們更加細(xì)致和精確地認(rèn)識(shí)目標(biāo)的三維散射系數(shù)的分布,適用于目標(biāo)電磁散射特性的外場(chǎng)分析和研究。因而從三維SAR成像的角度研究目標(biāo)的散射特性是目前的一個(gè)新興的熱門(mén)課題。本文以此為背景,通過(guò)分析三維SAR成像的電磁學(xué)機(jī)理,研究了基于SAR成像的三維近場(chǎng)電磁散射特性反演方法和基于SAR成像的三維電磁散射特性的近遠(yuǎn)

2、場(chǎng)變換算法,可為基于三維SAR成像的RCS測(cè)量系統(tǒng)的研制提供一定的技術(shù)支持。本文主要工作如下:
　　1.介紹了基于固定發(fā)射機(jī)的線陣三維SAR成像的系統(tǒng)模型,簡(jiǎn)要分析了該模型的三維分辨率,概述了線陣三維SAR成像原理;為滿足三維SAR距離向高分辨需要,本文以步進(jìn)頻率(SF)信號(hào)作為發(fā)射信號(hào),研究了三維后向投影(BP)成像算法、三維距離—多普勒(RD)成像算法和三維波數(shù)域成像算法,并利用 FEKO軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),獲得了汽車(chē)的三維高

3、分辨SAR圖像,驗(yàn)證了三種算法的有效性;然后通過(guò)實(shí)測(cè)和仿真實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要探討了三維SAR成像技術(shù)應(yīng)用在RCS測(cè)量上的優(yōu)勢(shì)。
　　2.研究了基于SAR成像的三維近場(chǎng)電磁散射特性反演方法。首先介紹了幾個(gè)有關(guān)雷達(dá)目標(biāo)散射特性的概念;然后由Stratton-Chu電場(chǎng)積分方程出發(fā),從時(shí)域和頻域兩種角度分析了發(fā)射信號(hào)為步進(jìn)頻率信號(hào)時(shí)的三維SAR成像的電磁學(xué)機(jī)理,解釋了三維SAR成像的物理含義,闡述了基于SAR成像的近場(chǎng)電磁散射特性反演的原理,提出

4、了基于SAR成像的三維近場(chǎng)散射特性反演算法,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性;研究了系統(tǒng)測(cè)量誤差和平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)反演精度的影響,并對(duì)誤差產(chǎn)生的原因作了分析,為高精度散射特性的反演方法的研究奠定基礎(chǔ)。
　　3.重點(diǎn)研究了兩種基于SAR成像的電磁散射特性近遠(yuǎn)場(chǎng)變換算法。首先,詳細(xì)闡述了基于多散射中心模型的RCS近遠(yuǎn)場(chǎng)變換原理,給出了基于多散射中心模型的RCS近遠(yuǎn)場(chǎng)變換算法,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性;然后,從成像的角度定量分析了基