一种基于时延离散化的sar回波仿真方法
【专利摘要】本发明属于雷达回波信号领域，尤其涉及一种基于时延离散化的SAR回波仿真：首先把回波时延离散化，将散射单元的回波时延范围离散成确定的几个回波时延，从而得到对应离散后时延的等效散射单元，再计算每个散射单元的回波时延和回波增益幅度，然后根据每个散射单元的回波时延，将可以合并到同一个离散回波时延的散射单元的回波增益幅度进行叠加，获得等效散射单元的回波增益幅度，最后根据所有等效散射单元的回波增益幅度进行SAR回波计算。
【专利说明】—种基于时延离散化的SAR回波仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达回波信号领域，尤其涉及一种基于时延离散化的SAR回波仿真。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达(SAR:Synthetic Aperture Radar)仿真技术是一种用仿真的方法来研究SAR的技术，它在SAR的研究和研制工作中，具有十分重要的作用。仿真结果的逼真度和仿真运算效率是制约SAR仿真技术实际应用的两个因素，而这两大要素均与SAR回波仿真这一 SAR仿真中的关键步骤密切相关。SAR回波仿真的逼真度可以通过对成像区域高精度的三维建模，高精度电磁散射特性仿真计算和适当的建模手段来保证；仿真效率可以通过设计高效的仿真结构，选择高性能仿真计算平台来保证。
[0003]随着SAR系统朝着高分辨的方向发展，SAR回波仿真的场景分辨率越来越高，SAR回波仿真所需的计算量也越来越大。SAR仿真技术的发展趋势就是可以高效率、高精度的完成不同成像方式下的SAR回波仿真，在保证仿真平台通用性的前提下提高仿真效率，尽量做到实时仿真。
[0004]SAR回波信号仿真中有两点非常重要，一是方位回波信号要保持一定的相位关系，产生多普勒相位函数；二是距离徙动的存在，不同方位向回波信号在距离向存在徙动。要快速、准确地生成这样的SAR原始回波信号，需要进行大量的数值计算。到目前为止，国内外很多SAR研究机构在进行SAR系统研究过程中提出了很多有效的回波信号生成算法，其中最具有代表性的是距离时域脉冲相干(RTPC)、距离频域脉冲相干(RFPC)法和二维频域快速傅氏变换(2DFFT)法等3种算法。
[0005]距离时域脉冲相干算法是一种精度很高的仿真算法，但是仿真计算量大，因此为了在保证运算精度的前提下提高运算效率，需要一种快速时域SAR回波仿真方法。
[0006]对于一个由M个散射单元组成的场景，使用距离时域脉冲相干计算，其SAR回波表达式为:
【权利要求】
1.一种基于时延离散化的SAR回波仿真方法，其特征在于，包括以下步骤: s1、确定SAR回波仿真每个脉冲回波采样的开始时间tstart和结束时间tmd，得到回波时延的范围[tstart，tend]； s2、将SI所述回波时延采样范围[tstart，tend]按照等间隔时间T离散化为N个时延τ !, τ 2...τ Ν，即可得到对应该N个时延的N个虚拟等效散射单元； s3、计算每个脉冲回波时，确定平台在该脉冲位置时场景中每个散射单元的回波时延η和回波增益幅度A ; s4、将S3所述回波时延可以等效为同一个离散时延τ的散射单元所对应的增益幅度合并为该虚拟等效散射单元的增益幅度，即
，其中，Ay是时延η可以离散化
为τ j的散射单元回波增益幅度，I ^ j ^ N, Hij是时延可以等效为τ」的散射单元的数目，I ^ i ^ nij ；s5、根据S4所述等效散射单元的回波增益幅度Bj计算SAR回波，即 $场景回波
其中，8(0是发射信号，t是时间。
2.根据权利要求1所述一种基于时延离散化的SAR回波仿真方法，其特征在于:S2所述等间隔离散化时，采样的间隔，其中，f为采样信号的最大频率。
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3.根据权利要求1所述一种基于时延离散化的SAR回波仿真方法，其特征在于:S3所述确定场景中的每个散射单元的回波时延和回波增益幅度，具体如下: s31、将场景中每个散射单元的空间坐标信息转换到天线坐标系下，计算出天线增益和散射单元距离天线的距离R ；s32、根据S31所述R得到场景中的每个散射单元的回波时延η=2R/c，其中，c为光速；
s33、根据雷达距离方程
，计算每个散射单元的回波功率已，其中，G
为天线增益，λ为信号波长σ为该散射单元的RCS ；s34、根据回波增益幅度A与回波功率匕的关系匕=Α2/2计算每个散射单元的回波增益幅度Α。
【文档编号】G01S13/90GK104181533SQ201410453394
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】沈晓峰, 殷文昭, 杜龙飞, 邢川, 王军强, 徐敦毅 申请人:电子科技大学