3。3 距离单元徙动 24

3。4 小结 25

4 距离多普勒算法 26

4。1 RD 算法分析 26

4。2 RDA 成像仿真结果及分析 30

4。3 小结 36

5 Chirp Scaling 算法 37

5。1 CS 算法分析 37

5。2 CSA 成像仿真结果及分析 43

5。3 小结 47

结论 49

致谢 50

参考文献 51

1 绪论

1。1 研究背景及意义

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar， SAR）是一种微波遥感成像雷达，具有极高的 分辨率[1]。由于 SAR 是主动式雷达受光强度和气候条件的影响较小，所以可实现在任何气候 条件下不分昼夜地对地观测。同时，SAR 工作的波段特性带来了可以获取地表下的信息的优 点。众所周知雷达对被测物体的分辨率随天线孔径的增大而增大，而机载或星载条件下实孔 径天线不可能无限增大。合成孔径雷达利用其实孔径小天线沿着基线匀速移动并发射相参信 号，通过对在不同位置接收的回波信号进行相干处理获得高分辨率[2]。其接收信号中包含散 射区域的散射强度和相位信息，还包含目标与 SAR 传感器的时延信息、多普勒频移信息和极 化信息。论文网

合成孔径雷达目前已广泛应用在军用和民用领域。在民用领域，SAR 可以评估灾害引起 的山体、建筑等断裂或形变程度，测量灾害面积；对河流、湖泊、海洋等进行成像并分析水 域特性[3]。在军用领域，SAR 可以对机场、港口等关键的军事目标以及对它们的打击效果进 行侦查。另外，通过对两部合成孔径雷达的图像进行干涉处理可以实现地图测绘[4]。

合成孔径雷达的主要特点为(1)在距离向和方位向都具有高分辨率。(2)分辨率与波长、 平台飞行高度、作用距离无关。(3)可以全天候、全天时工作，在特定波长下可透过一定遮蔽 物[5]。(4)回波信号中包含丰富的散射信息。(5)具有多功能用途。(6)具有多极性、多波段、 多工作模式。(7)需要复杂的信号处理实现利用合成孔径原理下的成像处理。(8)可通过多视 处理减轻图像的相干斑效应[6]

1。2 国内外研究现状

1。3 本文主要研究内容及结构

本文主要研究合成孔径雷达的 RD 和 CS 成像处理算法。第一章主要介绍 SAR 的特点、 组成和研究现状，第二章对 SAR 基本原理进行阐述并结合仿真详细分析了 SAR 信号处理中 常用的脉冲压缩技术，第三章研究了 SAR 回波信号及其性质，第四章和第五章结合公式推导 分别阐明了 RD 算法（Range Doppler Algorithm, RDA)和 CS(Chirp Scaling Algorithm, CSA)算 法的基本原理和具体步骤，并对 RDA 和 CSA 进行成像处理的 Matlab 仿真结果进行分析。

2 SAR 基本原理