一種基于時(shí)延離散化的sar回波仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達(dá)回波信號(hào)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真：首先把回波時(shí)延離散化，將散射單元的回波時(shí)延范圍離散成確定的幾個(gè)回波時(shí)延，從而得到對(duì)應(yīng)離散后時(shí)延的等效散射單元，再計(jì)算每個(gè)散射單元的回波時(shí)延和回波增益幅度，然后根據(jù)每個(gè)散射單元的回波時(shí)延，將可以合并到同一個(gè)離散回波時(shí)延的散射單元的回波增益幅度進(jìn)行疊加，獲得等效散射單元的回波增益幅度，最后根據(jù)所有等效散射單元的回波增益幅度進(jìn)行SAR回波計(jì)算。
【專利說明】—種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)回波信號(hào)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真。

【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)(SAR:Synthetic Aperture Radar)仿真技術(shù)是一種用仿真的方法來研究SAR的技術(shù)，它在SAR的研究和研制工作中，具有十分重要的作用。仿真結(jié)果的逼真度和仿真運(yùn)算效率是制約SAR仿真技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的兩個(gè)因素，而這兩大要素均與SAR回波仿真這一 SAR仿真中的關(guān)鍵步驟密切相關(guān)。SAR回波仿真的逼真度可以通過對(duì)成像區(qū)域高精度的三維建模，高精度電磁散射特性仿真計(jì)算和適當(dāng)?shù)慕Ｊ侄蝸肀ＷC；仿真效率可以通過設(shè)計(jì)高效的仿真結(jié)構(gòu)，選擇高性能仿真計(jì)算平臺(tái)來保證。
[0003]隨著SAR系統(tǒng)朝著高分辨的方向發(fā)展，SAR回波仿真的場(chǎng)景分辨率越來越高，SAR回波仿真所需的計(jì)算量也越來越大。SAR仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)就是可以高效率、高精度的完成不同成像方式下的SAR回波仿真，在保證仿真平臺(tái)通用性的前提下提高仿真效率，盡量做到實(shí)時(shí)仿真。
[0004]SAR回波信號(hào)仿真中有兩點(diǎn)非常重要，一是方位回波信號(hào)要保持一定的相位關(guān)系，產(chǎn)生多普勒相位函數(shù)；二是距離徙動(dòng)的存在，不同方位向回波信號(hào)在距離向存在徙動(dòng)。要快速、準(zhǔn)確地生成這樣的SAR原始回波信號(hào)，需要進(jìn)行大量的數(shù)值計(jì)算。到目前為止，國(guó)內(nèi)外很多SAR研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行SAR系統(tǒng)研究過程中提出了很多有效的回波信號(hào)生成算法，其中最具有代表性的是距離時(shí)域脈沖相干(RTPC)、距離頻域脈沖相干(RFPC)法和二維頻域快速傅氏變換(2DFFT)法等3種算法。
[0005]距離時(shí)域脈沖相干算法是一種精度很高的仿真算法，但是仿真計(jì)算量大，因此為了在保證運(yùn)算精度的前提下提高運(yùn)算效率，需要一種快速時(shí)域SAR回波仿真方法。
[0006]對(duì)于一個(gè)由M個(gè)散射單元組成的場(chǎng)景，使用距離時(shí)域脈沖相干計(jì)算，其SAR回波表達(dá)式為:

【權(quán)利要求】
1.一種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真方法，其特征在于，包括以下步驟: s1、確定SAR回波仿真每個(gè)脈沖回波采樣的開始時(shí)間tstart和結(jié)束時(shí)間tmd，得到回波時(shí)延的范圍[tstart，tend]； s2、將SI所述回波時(shí)延采樣范圍[tstart，tend]按照等間隔時(shí)間T離散化為N個(gè)時(shí)延τ !, τ 2...τ Ν，即可得到對(duì)應(yīng)該N個(gè)時(shí)延的N個(gè)虛擬等效散射單元； s3、計(jì)算每個(gè)脈沖回波時(shí)，確定平臺(tái)在該脈沖位置時(shí)場(chǎng)景中每個(gè)散射單元的回波時(shí)延η和回波增益幅度A ; s4、將S3所述回波時(shí)延可以等效為同一個(gè)離散時(shí)延τ的散射單元所對(duì)應(yīng)的增益幅度合并為該虛擬等效散射單元的增益幅度，即
，其中，Ay是時(shí)延η可以離散化





為τ j的散射單元回波增益幅度，I ^ j ^ N, Hij是時(shí)延可以等效為τ」的散射單元的數(shù)目，I ^ i ^ nij ；s5、根據(jù)S4所述等效散射單元的回波增益幅度Bj計(jì)算SAR回波，即 $場(chǎng)景回波
其中，8(0是發(fā)射信號(hào)，t是時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真方法，其特征在于:S2所述等間隔離散化時(shí)，采樣的間隔，其中，f為采樣信號(hào)的最大頻率。

4/
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于時(shí)延離散化的SAR回波仿真方法，其特征在于:S3所述確定場(chǎng)景中的每個(gè)散射單元的回波時(shí)延和回波增益幅度，具體如下: s31、將場(chǎng)景中每個(gè)散射單元的空間坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)換到天線坐標(biāo)系下，計(jì)算出天線增益和散射單元距離天線的距離R ；s32、根據(jù)S31所述R得到場(chǎng)景中的每個(gè)散射單元的回波時(shí)延η=2R/c，其中，c為光速；

s33、根據(jù)雷達(dá)距離方程
，計(jì)算每個(gè)散射單元的回波功率已，其中，G

為天線增益，λ為信號(hào)波長(zhǎng)σ為該散射單元的RCS ；s34、根據(jù)回波增益幅度A與回波功率匕的關(guān)系匕=Α2/2計(jì)算每個(gè)散射單元的回波增益幅度Α。
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK104181533SQ201410453394
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】沈曉峰, 殷文昭, 杜龍飛, 邢川, 王軍強(qiáng), 徐敦毅 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)