机载多天线SAR系统回波仿真与软件实现

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机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)技术因其全天时、全天候二维高分辨成像的特点,具有重要的军用和民用价值。机载多天线SAR可通过多基线干涉测量技术(即干涉合成孔径雷达:Interferometric SAR, InSAR)实现更高精度的干涉处理和地面动目标显示,已成为雷达遥感的一个重要研究方向。在进行新的机载多天线SAR系统方案设计验证及相关算法验证时,需要符合特定参量要求的多天线SAR原始回波数据,但其无法全部通过机载多天线SAR系统的实际飞行试验获得,而回波仿真与模拟正是解决这一问题的有效手段。因此,设计开发机载多天线SAR系统回波仿真软件具有重要的工程实践意义。本文针对以上问题,就机载多天线SAR回波仿真问题展开了研究。首先,介绍了机载多天线SAR系统理论基础,包括雷达工作模式、系统组成、雷达方程及极化方式。基于系统理论基础的分析,深入研究了机载多天线SAR系统全链路仿真技术,包括载机平台、有效载荷、信号传播、观测场景仿真及回波计算,并综合全链路仿真技术给出了机载多天线SAR系统回波仿真流程。然后,将软件架构开发设计原理及软件工程化技术与机载多天线SAR系统回波仿真技术相结合,提出了机载多天线SAR系统回波仿真软件的架构设计方案,并基于微软基础类库(Microsoft Foundation Classes, MFC)实现了本软件的开发。该软件包括人机交互界面显示、平台安装参数、载机运动参数、有效载荷参数、信号传播参数、观测场景参数和回波计算等七个模块,可对条带、聚束和TOPS工作模式进行仿真。本文详细描述了软件各模块的功能和界面布局,并介绍了软件的具体操作流程。此外,本软件着重于易操作性、界面友好性和高效性,针对高分辨率、大场景仿真时的高时间复杂度,本文还实现了软件回波计算模块的并行化设计。最后,本文通过多组实验验证了回波仿真的有效性。
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