多模式合成孔径雷达仿真成像评估方法

摘要

本发明公开了一种多模式SAR仿真成像评估方法。主要解决现有技术对不同工作模式适应性不强，实验过程繁琐，实验时间较长的问题。其实现步骤是：首先，选择工作模式、输入雷达参数和载体运动参数、加载仿真场景并设置坐标；其次，根据系统环境设置仿真雷达回波信号；然后，对雷达回波信号进行成像处理，得到斜距图像；接着，利用三维几何校正方法对斜距图像进行几何校正，得到地距图像；最后，对地距图像进行质量评价并根据评价结果对系统参数进行反馈修正，为之后的半实物仿真实验提供了可行性依据。本发明适应正侧视、斜视和扫描模式共三种工作模式，操作中只需输入若干参数，能简化实验过程，节省实验时间，可用于SAR系统设计的地面仿真实验中。

主权项

1.一种合成孔径雷达仿真成像评估方法，包括以下步骤：(1)选择工作模式，输入雷达参数与载体运动参数，加载仿真场景、设置仿真场景坐标；(2)根据雷达工作模式确定每个周期雷达波束照射到的仿真场景范围，将该范围内的点目标按其与雷达的斜距划分为同心圆，将各个同心圆内的点目标的后向反射系数相加，构造出所有距离单元的信号：$s_1=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{P}{\Sigma }}{\sigma }_i\exp (-j\frac{4\pi }{\lambda }R\left(t_m\right))$其中n为距离单元序号，N为距离单元个数，i为点目标序号，P为点目标个数，σ为点目标的后向反射系数，λ为发射信号波长，R表示点目标的斜距，t_m为慢时间，将该信号与发射信号卷积，就可得到雷达回波信号：$s(\hat{t},t_m)=a_r(\hat{t}-\frac{2R\left(t_m\right)}{c})a_a\left(t_m\right)\exp \left[\mathrm{j\pi \gamma }{(\hat{t}-\frac{2R\left(t_m\right)}{c})}^2\right]\exp [-j\frac{4\pi }{\lambda }R\left(t_m\right)]$其中表示快时间，c表示光速，a_r是距离窗函数，a_a是方位窗函数，γ是发射信号的调频率；(3)将雷达回波信号先变换到距离频域补偿线性距离走动，再变回到二维时域补偿空变的多普勒中心，接着变换到二维频域，补偿三次相位因子、二次距离脉压因子和距离弯曲因子，最后变回到二维时域，在方位向进行Dechirp处理，得到斜距图像其中B_s为发射信号带宽，f_a为信号多普勒频率，R₀为点目标与雷达孔径中心的斜距，sinc为最终的信号包络；(4)通过进行坐标变换，将斜距图像表示为S(R，f_a)的形式，并对S(R，f_a)使用三维几何校正方法进行几何校正，得到地距图像G(x，y)，其中x为图像在X轴的坐标，y为图像在Y轴的坐标；(5)将地距图像坐标与仿真场景坐标进行比较，作出对地距图像G(x，y)的质量评价，如果地距图像坐标与仿真场景坐标误差的绝对值超过一个分辨单元，则质量评价不合格，需要对系统参数进行反馈修正，并再次进行仿真实验，直至误差小于一个分辨单元为止；反之执行步骤(6)；(6)将质量评价合格的系统参数应用到下一阶段的半实物仿真实验中。