[發明專利]高分辨極化SAR目標圖像快速仿真方法

有效

• 申請號: 201810362394.3
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108562899B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 張磊;李青偉;劉宏偉;萬欣
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.高分辨極化SAR目標圖像快速仿真方法，包括：

(1)參數設置

設置機載雷達高度h、載機飛行速度v、光線最小照射角度θ_min、方位向分辨率ΔA、距離向分辨率ΔR、雷達所發射電磁波頻率ω、目標表面介電常數ε、水平極化方向電磁波幅度E_ih和垂直極化方向電磁波幅度E_iv；

(2)構建由三角面元組合的目標場景3D模型，并將其導入商用軟件matlab中，提取該3D模型三角面元頂點的坐標矩陣T，由頂點坐標矩陣T和雷達高度h得到雷達的方位向最大值A_max、最小值A_min，斜距最大值R_max和斜距最小值R_min；

(3)根據(2)得到的參數，計算出雷達方位向采樣點數K和距離向的采樣點數N；

(4)控制雷達做速度為v的勻速直線運動，在運動過程中不斷發出光線，該光線通過雷達照射到目標場景中，組成一個K×N的光線矩陣；

(5)根據(1)中設置的參數，雷達運動過程中在位置P{l,m}的各條光線照射方向r{l,m}，其中l為矩陣中的行數，1≤l≤K，m為矩陣的列數，1≤m≤N；

(6)確定被照射到的三角面元：

(6a)根據(1)和(5)中的參數，計算光線矩陣行數為l、列數為m的光線E_i傳播路徑上目標面元的個數ζ，并計算雷達與傳播路徑上各目標面元之間的距離D_i；

(6b)將a個距離從小到大排序，將最小值賦值到距離最小值R，該最小距離所對應的面元即為被照射到的面元，設該面元坐標在頂點坐標矩陣T的第q行，1≤q≤K；

(7)根據三角面元計算如下參數：

(7a)根據三角面元所在行數q，計算面元法向矢量g；

(7b)根據光線照射方向r{l,m}和面元法向矢量g，計算光線和三角面元法向矢量之間的夾角α；

(7c)根據(1)中目標表面介電常數ε和(7b)中光線與面元法向矢量之間的夾角α，計算水平極化的菲涅爾反射系數R₁和垂直極化的菲涅爾反射系數R₂；

(7d)根據(7b)中光線與面元法向矢量之間的夾角α、(7c)中水平極化的菲涅爾反射系數R₁和垂直極化的菲涅爾反射系數R₂，計算面元的單次散射的后向散射矩陣S₁和二次散射的后向散射矩陣S₂；

(7e)根據(6)中光線E_i和(7d)中單次散射的后向散射矩陣S₁，計算面元的單次散射能量E_1s(l,m)；

(7f)根據入射光線E_i和二次散射矩陣S₂，計算面元的二次散射能量E_2s(l,m)；

(8)按步驟(6)-(7)，計算所有K×N條光線的單次散射能量E_1s和二次散射能量E_2s；

(9)將單次散射能量E_1s和二次散射能量E_2s之和作為像素點矩陣E_s，利用商用軟件matlab畫出高分辨極化SAR圖像。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(3)中計算出雷達方位向采樣點數K和距離向的采樣點數N，按如下公式進行：

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(5)中計算雷達運動過程中在位置P{l,m}的各條光線照射方向r{l,m}，按如下公式計算：

P{l,m}＝[-h·tan(θ_min),A_max-(l-1)·ΔA,h]，

r{l,m}＝[sin(θ_m),0,-cos(θ_m)]，

其中，θ_m為第m列的光線照射角度，

θ_m-1為第m-1列的光線照射角度，

θ₁為第一列的光線照射角度，θ₁＝θ_min。