合成孔徑雷達(dá)原理sar(已修改)
2025-05-28 16:36 本頁(yè)面
【正文】 合成孔徑雷達(dá)原理 167。 1 合成孔徑雷達(dá)原理 機(jī)載合成孔徑雷達(dá)的幾何關(guān)系如圖所示： W h θr Ls W R0 θr θα x p Lmax R R0 Lmin θα x 飛機(jī)以速度 va沿 x方向勻速直線飛行，飛行高度為h，機(jī)載雷達(dá)的天線以規(guī)定的俯角向航線正側(cè)方向地面發(fā)射無(wú)線電波。垂直波束角為 θr，航向波束角為 θα，測(cè)繪帶寬為 W，最大合成孔徑長(zhǎng)度為：Lmax，最小合成孔徑長(zhǎng)度為： Lmin。被測(cè)目標(biāo)為一理想點(diǎn)目標(biāo) p， p點(diǎn)與航線 x的垂直斜距為 R0。取航線 x和 R0所構(gòu)成的平面為坐標(biāo)平面。 設(shè)飛機(jī)在 t=0時(shí)處在坐標(biāo)原點(diǎn)，某一時(shí)刻 t，飛機(jī)的位置 xa=vat。點(diǎn)目標(biāo) p的位置在這個(gè)坐標(biāo)系里是固定的，（ xp， R0）。在 t時(shí)刻， p與飛機(jī)上雷達(dá)天線的斜距 R為： 220 a pR R ( x x )? ? ? 一般情況下， 則 R可近似為： 天線發(fā)出的是周期性的相干等幅高頻脈沖波，設(shè)其頻率為 f0，振幅為 A，脈沖重復(fù)頻率為 fr，脈寬為 τ。 ①假設(shè)發(fā)射的為一連續(xù)波余弦信號(hào)， 把實(shí)際信號(hào)看成是對(duì)連續(xù)信號(hào)的抽樣，其抽樣率即為脈沖重復(fù)頻率 fr； ②假定余弦信號(hào)的振幅歸一化為 1，起始相位為 0，則有： ? ?0 a pR x x?2ap220 a p 00( x x )R R ( x x ) R2R?? ? ? ? ， 發(fā)射信號(hào) 回波信號(hào)： K表示由距離 R及其他因素引起的對(duì)信號(hào)幅度的衰減因子， τ0為信號(hào)往返延遲。 ， 那么， ? ?0jt0s ( t ) Re e ?? 002f???0j ( t )0rs ( t ) Re K e ?????? ??02Rc? ? ? ? ? ?22a p a p00000x x x x2R2Rc 2 R c c R??? ????? ? ? ?????2ap0 0r0( x x )2Rs ( t ) R e K e x p j tc c R???? ?? ???? ? ?????????歸一化以后有： 這里， 取實(shí)部后有： 這個(gè)信號(hào)的相位部分由三項(xiàng)組成： ：原始發(fā)射信號(hào)的一次相位（線性相位）； ：是隨 R0而變的相位項(xiàng)，但與時(shí)間無(wú)關(guān)。對(duì)同一 垂直斜距的目標(biāo)來(lái)講， R0是常數(shù)， 是常數(shù)相位； 2ap002 ( x x )4RjjRjtrs ( t ) e e e???? ????? ? ?0cf? ?2ap0r02 ( x x )4Rs ( t ) c o s tR??????? ?? ? ?????1 2 3? ? ? ? ? ? ?1?2?2? 最重要的相位項(xiàng) 隨時(shí)間呈平方律變化的二次相位項(xiàng) 那么回波的瞬時(shí)頻率為： f0是發(fā)射信號(hào)的載頻，第二項(xiàng)就是因天線與目標(biāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的 Doppler頻移，即： 隨時(shí)間呈線性變化。 aax v t?22aa302 v ( t t )R???? ? ?p a 0x v t?2 2 20 a 0 at 0 0004 R 2 v ( t t ) 2 v1df t f ( t t )2 d t R R???? ? ? ??? ?? ? ? ? ?????2ad002vf ( t t )R?? ? ?回波信號(hào)是一種線性調(diào)頻信號(hào)，其調(diào)制斜率為： 2aa02vkR???回波信號(hào)頻率 f f0 0 t 0st T 2?0st T 2? 0tt 發(fā)射信號(hào)相位 （線性相位） 回波信號(hào)相位 （二次相位） t0 ? 點(diǎn)目標(biāo) p引起的 Doppler有一個(gè)范圍，以 為中心向正負(fù)兩方向變化。當(dāng) 時(shí)，天線位置正好處在 p點(diǎn)與航線的垂直斜距點(diǎn) ；在
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