哈工大微波成像技术

距离向加汉明窗方位向不加窗：

距离向不加窗方位向加汉明窗：

由实验结果可以看出，方位向加汉明窗后单散射点的二维像在方位向上旁瓣抵制-40dB左右同时主瓣有所展宽，距离向加汉明窗后单散射点的二维像在距离向上旁瓣抵制-40dB左右同时主瓣有所展宽，两个维度上的旁瓣存在交叉影响，但单个散射点时交叉影响程度不大。

实验程序

实验一：

clear all;close all %% 散射点模型

% posxy=[-10 -5 0 0 0 5 10 ;0 0 -5 0 5 0 0]'*2; posxy=[9 12];

scatter(posxy(:,1),posxy(:,2),'.') axis equal grid on %% 参数设定

M=512; %%%% 距离向采样点数 N=512; %%%% 积累脉冲数 PRF=600; %%%% 脉冲重复频率 D=size(posxy,1); %%%% 散射点个数 u0=1200; %%%% 初始位置 v0=1600; %%%% 初始位置 figure,scatter([posxy(:,1)+u0;0],[posxy(:,2)+v0;0]) xlabel('u/m'),ylabel('v/m')

R0=sqrt(u0.^2+v0.^2); %%%% 目标初始位置至雷达距离 C=3e8; %%%% 电波传播速度 lamda=0.03; %%%% X波段 Fc=C/lamda; %%%% 载频

B=100e6; %%%% 发射信号带宽 Tp=20e-6; %%%% 发射脉冲宽度 gama=B/Tp; %%%% 调频斜率 fs=M/Tp; %%%% 距离向采样率 t_fast=(0:1/fs:(Tp-1/fs))-Tp/2; %%%% 快时间 t_slow=(0:1/PRF:(N-1)/PRF); %%%% 慢时间 mtheta=0.512/180*pi; s=zeros(N,M);

thetai=(0:N-1)*mtheta/N; for i=1:N

%%%% 创建回波矩阵 st=zeros(1,M);

posxyi=[posxy(:,1)*cos(thetai(i))+posxy(:,2)*sin(thetai(i)) ... -posxy(:,1)*sin(thetai(i))+posxy(:,2)*cos(thetai(i))]; posxyi(:,1)=posxyi(:,1)+u0; posxyi(:,2)=posxyi(:,2)+v0;

Rri=sqrt(posxyi(:,1).^2+posxyi(:,2).^2); for ii=1:D

st=st+exp(-sqrt(-1)*4*pi/C*(Fc+gama*(t_fast-R0/C))*(Rri(ii)-R0)); end s(i,:)=st;

s(i,:)=awgn(s(i,:),-10); end

%% range profiled

echo1_ham=s*diag(hamming(M)); % echo1_ham=s.*hamming(M)'; echo1_rec=s; M2=16*M;

echo2_ham=abs(fftshift(ifft(echo1_ham,M2,2),2)); echo2_rec=abs(fftshift(ifft(echo1_rec,M2,2),2)); %% 加窗不加窗成像系统性能比较 ff=((0:M2-1)-M2/2)/M2*fs/2/gama*C; figure,hold on

plot(ff,20*log10(echo2_ham(1,:)/max(echo2_ham(1,:))),'--'); plot(ff,20*log10(echo2_rec(1,:)/max(echo2_rec(1,:)))); grid on;hold off; axis([8 22 -51 1])

xlabel('距离/m(SNR=-10)');ylabel('幅度/dB') %% 一维距离像随角度的变化 % figure, % subplot(321)

% plot(echo2(2,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75]) % subplot(322)

% plot(echo2(12,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0.01rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75]) % subplot(323)

% plot(echo2(103,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0.1rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75]) % subplot(324)

% plot(echo2(203,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0.2rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75]) % subplot(325)

% plot(echo2(303,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0.3rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75]) % subplot(326)

% plot(echo2(403,200:280));

% xlabel('距离单元(转角为0.4rad)'),ylabel('归一化幅度'),axis([-inf inf 0 0.75])

实验二：

%% 雷达参数

clear all;close all; c=3e8;

lamda=0.03;%%%%X波段 fc=c/lamda;%%%%载频 D=2;%%%%雷达天线横向孔径

L=3;%%%%雷达天线纵向孔径 Rb=6e3;%%%%场景中心距 phi=30/180*pi;%%%%斜视角 V=150;%%%%载机飞行速度 theta=lamda/L;%%%%波束宽度 beta=30/180*pi;%%%%侧视角 H=Rb*cos(beta);%%%%载机高度 Ls=theta*Rb;%%%%合成孔径长度 %% 距离向

rhor=1;%%%%方位向分辨率 Tp=2.5e-6;%%%%脉冲宽度 B=c/2/rhor;%%%%带宽 Kr=B/Tp;%%%%调频斜率 Fr=1.2*B;%%%%距离向采样频率 Ymin=H*tan(beta-theta/2); Ymax=H*tan(beta+theta/2); gate=c/Fr/2;%%%%距离分辨单元长度

Rmin=floor(sqrt(Ymin^2+H^2))*gate;%%%%最近距离 Rmax=sqrt(Ymax^2+H^2);

Nwg=ceil((Rmax-Rmin)/gate);%%%%条带场景所需距离单元个数 Np=floor(Tp*Fr); N_fast=Np+Nwg;

N_fft=2^nextpow2(N_fast);

t_fast=(-Np/2+1:Np/2+Nwg)/Fr;%%%%快时间 %% 方位向

rhoa=D/2;%方位向分辨率

Ka=2*V^2/lamda/Rb;%多普勒调频率 S=Ls/V;%有效观测标称时间 Bd=abs(Ka)*S;%多普勒频宽 PRF=600;%方位向采样频率 Tr=1/PRF;%脉冲重复间隔

N_slow=ceil((2*Ls)/Tr/V);%方位向采样点数

t_slow=(-N_slow/2:N_slow/2-1)*(1/PRF);%方位向时间域 %% 回波数据仿真

% P=[10 0;0 0;-10 0;0 -10;0 10;0 -20;0 20]; P=[0 0];

Ntarget=size(P,1);

% figure,scatter(P(:,1),P(:,2),'ok'); % axis equal;axis tight;grid on

% pos=[0 0 H;Rb*sin(beta)+P(:,1) P(:,2) zeros(Ntarget,1)]; % figure,scatter3(pos(:,1),pos(:,2),pos(:,3),'ok'); sr1=zeros(N_slow,N_fast); sr=zeros(N_slow,N_fast); R=zeros(1,N_slow);