在没有噪声的情况加,加汉明窗成功地将第一旁瓣降低到-45dB左右,与此同时主瓣展宽约1.3倍。当SNR较大为20dB时汉明窗依然能够将旁瓣抑制到-40dB左右,然而随着SNR减小汉明窗的旁瓣随之升高,SNR为3时汉明窗的旁瓣高度约为-25dB。在SNR信噪比逐渐减小的过程中加窗后的主瓣略有展宽但变化不大。
实验二 多散射点二维SAR条带式成像
实验要求:
使用RD方法进行机载SAR多散射点二维条带式成像,可以不考虑距离徒动,天线方位向尺寸为D=2m,仰角尺寸为W=3m,载机速度V=150m/s。场景中心距离雷达6km,斜视角自定。
实验内容:
1> 用RD方法仿真多点目标二维SAR图像
2> 取出1点描述成像系统性能
实验原理:
对雷达接收的任意一点目标Q,设此点目标到飞行航线的垂直距离(或称最近距离)为RB,到雷达相位中心的瞬时斜距为R(tm;RB),则雷达接收的基频信号在距离快时间-方位慢时间域??tm域)可写为: (t2??2R(t;R)2R(t;R)?????4π?mBmB?,tm;RB)?ar?t???s(ta(t,Q)?exp?jπ?t???am???exp??jR(tm;RB)? cc???????????式中ar(?)和aa(?)分别为雷达线性调频(LFM)信号的窗函数和方位窗函数,前者在未加权时为矩形窗,后者除滤波加权外,还与天线波束形状有关,?是发射的LFM信号的调频率,c为光速。
?)?ar(t?)exp(?jπ?t?2) 对距离作匹配滤波压缩的参考函数为:srefr(t快时间域的匹配滤波可在频率域采用FFT进行: ?,tm;RB)?IFFT{FFT[s(t?,tm;RB)]?FFT[srefr*(t?,tm;RB)]} s(t若距离向为矩形窗,则的接收信号通过上述处理后得: ?,tm;RB)?Asincr?t??2R(tm;RB)?aa(?)exp??j4πR(tm;RB)? s(t????c??????)?sinc(?Bt?)。 A为距离压缩后Q点的信号幅度,若线性调频信号的频带为B,有sincr(t距离压缩完成后,下一步要进行方位处理,首先要检验距离徙动的影响,如为正侧视工作,只要检验距离弯曲。
?2RB?r?在合成孔径期间,rq?(其中M通常取4或8)时距离弯曲可忽略。 232?aM假设上述条件满足,对最近距离为RB的点目标Q,在tm时刻的斜距为:
(vtm)2R(tm;RB)?RB?(Vtm)?RB?
2RB22式中V为载机速度。距离快时间-方位慢时间域信号可写成:
??2RB(Vtm)2??(Vtm)24π?,tm;RB)?Csincr?t???s(t??aa(?)exp??j?RB?2RcRc??BB????方位匹配滤波的参考函数为:
2srefa(tm;RB)?ar(tm)exp(jπkatm)
????????
2V2其中调频率为ka??,方位脉压在频率域进行比较方便,脉压后的输出为:
?RB?,tm;RB)?IFFT{FFT[s(t?,tm;RB)]?FFT[srefa*(tm;RB)]} s(t若方位窗函数也是矩形,则上式可写成:
??2RB???,tm;RB)?Csinc?s(t???B?t?sinc??Bdtm? ?c????对距离徙动不考虑的情况,通过对接收的二维信号,通过简单的在距离和方位分别进行线性调频信号的匹配滤波,就可实现对场景的二维成像。
实验过程及结果:
1> 用RD方法仿真多点目标二维SAR图像
假设侧视角?为30°,地面目标由7个点目标构成,如左下方图所示:
雷达与目标的位置关系如右上方图所示,图示坐标单位为米。雷达至场景中心线距离6km,雷达侧视角为30°确定雷达脉冲重复频率:为了不发生方位模糊,最低脉冲重复频率为
fRL?2V/D?150Hz,为了不发生距离模糊,最高脉冲重复频率为
fRH?Wctan(90???)=4.33MHz。选取PRF为600Hz。
2R0?成像结果如下图所示:
回波数据支撑区50100150方位向200250300350400450200400600800距离向1000120014001600距离压缩后的回波数据50100150方位向200250300350400450200400600距离向80010001200
多散射点二维SAR条带式成像结果-60-40-20方位/m02040605000510052005300540055005600距离/m5700580059006000
3> 单个散射点描述成像系统性能
将多点目标改为单点目标,其余参数不变。 距离向与方位向均不加窗的结果为:
距离向与方位向均加汉明窗成像结果如图所示:
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