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圆周扫描轨迹SAR成像原理及算法研究

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第一章绪论

1.1研究意义和背景

1.1.1SAR的发展背景

1.1.2SAR的发展方向

1.1.3圆周扫描轨迹SAR研究背景

1.2圆周扫描轨迹SAR国内外研究动态

1.3本论文的主要内容

第二章圆周扫描轨迹SAR

2.1圆周扫描轨迹SAR

2.2.1圆周扫描轨迹SAR基本成像模型

2.2.2圆周扫描轨迹SAR回波信号研究

2.3圆周扫描轨迹SAR成像原理

2.4本章小结

第三章圆周扫描轨迹SAR成像算法研究

3.1圆周扫描轨迹SAR反投影算法研究

3.1.1圆周扫描轨迹SAR成像与反投影算法原理分析

3.1.2滤波反投影算法研究

3.2圆周扫描轨迹SAR频域算法研究

3.2.1圆周扫描轨迹SAR频域信号模型

3.2.2圆周扫描轨迹SAR频域图像重建原理分析

3.2.3圆周扫描轨迹SAR格林函数傅立叶分析

3.3圆周扫描轨迹SAR成像信号处理流程

3.4圆周扫描轨迹SAR分辨率分析

3.5仿真与性能分析

3.5.1方位向和距离向采样准则

3.5.2不同观测角范围成像结果

3.5.3圆周扫描轨迹SAR快速反投影算法

3.6本章小结

第四章圆周扫描轨迹SAR三维成像初步研究

4.1圆周扫描轨迹SAR三维成像可行性分析

4.2圆周扫描轨迹SAR高度向构成合成孔径

4.3圆周扫描轨迹SAR运动轨迹的特殊性分析

4.4圆周扫描轨迹SAR三维成像方法初步研究

4.4.1时域重建方法初探

4.4.2频域重建方法初探

4.5仿真与性能分析

4.6本章小结

第五章总结和展望

5.1工作总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

硕士期间研究成果

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摘要

随着条带SAR和聚束SAR的产生和发展,SAR的分辨率是不断提高的。传统的条带SAR和聚束SAR都是以直线运动轨迹采集数据的,其空域频谱的拓展受到了限制,所以它们的方位向和距离向分辨率的提高也受到了限制。圆周扫描轨迹SAR以其圆周运动轨迹采集数据突破了频谱受限的问题,能够在分辨率上获得较传统直线SAR的提高。同时圆周扫描轨迹SAR的曲线运动轨迹有利于对一些特殊目标区域的探测和成像。全向的雷达观测角使得圆周扫描轨迹SAR能获得目标各个角度的回波信息,对目标检测和识别有独特的优势。
   本论文依托相关科研项目,建立了圆周扫描轨迹SAR成像的基本模型,提出了基于此模型的二维时域和频域算法。分析和探索了圆周扫描轨迹SAR三维成像的可行性,初步研究了圆周扫描轨迹SAR时域和频域进行三维目标重建的信号处理原理。主要工作如下:
   1、基于传统直线扫描轨迹SAR,分析并研究了圆周扫描轨迹SAR成像基本模型,研究了圆周扫描轨迹SAR回波信号的特性,分析了圆周扫描轨迹SAR成像的基本原理。
   2、推导了圆周扫描轨迹SAR成像信号处理流程的数学模型。分析研究了圆周扫描轨迹SAR的分辨率。
   3、推导了圆周扫描轨迹SAR时域和频域的信号处理的流程。研究并改进了适合此成像模型的圆周扫描轨迹SAR时域和频域重建算法。通过仿真分析比较了不同观测角度范围下点目标成像结果的不同,分析了观测角度范围不同对二维分辨率的影响。并仿真验证了算法的有效性。提出了一种快速反投影算法。
   4、对圆周扫描轨迹SAR所具有的空间三维分辨能力进行了初步研究。分别从时域和频域分析了圆周扫描轨迹SAR三维成像的的方法。初步研究了圆周扫描轨迹SAR三维成像的可行性。

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