SAR 的点目标仿真
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合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真
一．SAR 原理简介
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，简称 SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。
它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从
而获得大面积高分辨率雷达图像。
SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：
2
r
r
C
B
r
=
，式中
r
r
表示雷达的距离分辨率，
r
B
表示雷达发射信号带宽，
C
表示光速。同
样，SAR 回波信号经方位向合成孔径后，雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：
a
a
a
v
B
r
=
，式中
a
r
表示雷达的方位分辨率，
a
B
表示雷达方位向多谱勒带宽，
a
v
表示方位
向 SAR 平台速度。
二．SAR 的成像模式和空间几何关系
根据 SAR 波束照射的方式，SAR 的典型成像模式有 Stripmap(条带式)，Spotlight(聚束
式)和 Scan(扫描模式)，如图 2.1。条带式成像是最早研究的成像模式，也是低分辨率成像
最简单最有效的方式；聚束式成像是在一次飞行中，通过不同的视角对同一区域成像，因而
能获得较高的分辨率；扫描模式成像较少使用，它的信号处理最复杂。
图 2.1：SAR 典型的成像模式
这里分析 SAR 点目标回波时，只讨论
正侧式
Stripmap SAR，正侧式表示 SAR 波束中心和
SAR 平台运动方向垂直，如图 2.2，选取直角坐标系 XYZ 为参考坐标系，XOY 平面为地平面；
SAR 平台距地平面高 h，沿 X 轴正向以速度 V 匀速飞行；P 点为 SAR 平台的位置矢量，设其
坐标为(x,y,z)； T 点为目标的位置矢量，设其坐标为
( , , )
T T T
x y z
；由几何关系，目标与 SAR
平台的斜距为：
2 2 2
( ) ( ) ( )
T T T
PT x x y y z z= - + - + -
uuur
(2.1)
由图可知：
0, , 0
T
y z h z= = =
；令
x v s= ×
，其中
v
为平台速度，s 为慢时间变量（slow
time），假设
T
x vs=
，其中
s
表示 SAR 平台的 x 坐标为
T
x
的时刻；再令
2 2
T
r H y= +
，
r
