合成孔径_逆合成孔径和成象雷达_二_
29页1、 讲座 合成孔径 、 逆合成孔径和成 , 象雷达?二? 张直中 第三章合成孔径雷达的二维分 辨力以及偶合和模糊等限制因素 ? ? ? 分辨力与模糊的基本概念 分辨力是指能否将二个邻近目标区分开 来的能力 。 现在先让我们用距离分辨来设想 一下 ? 有二个距 离邻近的目标将雷达信号先 后反射回来 , 通过接收设备输出了二个相邻 部分重叠的峰形波 。 只要这二个峰形波不完 全重合 , 即使在位置上差 开极小 , 在没有噪 声 的情况下 , 从理论上讲还是可能区分开未 的 。 但也可以想象到差 开愈少区分必定愈 困 难 , 这时只要稍微存在噪声 , 就将完全无法 区分 , 而实际上噪声是不可免心 。 可以想象得到能否分辨取 决于 三个要 索 ? ? 信噪比 , ? 信号形式 , ? 信号 处理 。 关于第? ?点 , 可以肯定 , 信噪比愈 大 , 实际的分辨能力必然愈好 , 关于第? ? 点 , 可以肯定 , 最佳的信号处理设备是与信 号相匹配的滤波器 , 因为在输入信噪比给定 时能得到最大的输出信噪比 。 要讨论的是第 ?点 , 即信号形式的间题 。 不同的信号波 形具有不 同的距离分辨
2、力和 径 向速度分辨 力 , 这可称为信号固有的分辨力 , 也就是一 般资料中泛指的信号分辨力 。 下面先探讨距离分辨力问题 。 二个邻近 目标在距离上区分的难易 , 取决于这二个回 波在时间轴上的间隔大小 。 例如一个回波复 信号为? ? ?, 另一个回波信号较此提前一个 时间? ? 即 ? ? ? ? , 这二个回波的区别可表 示为 ? ? ? ? 丁 ? 二 ? ? ? 一? ? ? ? ? ? 。 ? ? ? ? ? 。?愈大, 则愈容易分辨 。 将式? ? 。 ? ?展 开 ? ? 之 ?、 ? ? ? 二 ? ? 之? ? 工 二 , 。 ? “? “? 一 ? ? ? 一 二 ,? ?米? ?。? ? ? ? 在式 ? ? ?中 , ?一? ? ? ? ? 、, ? ? ? ? ? ? 名?二 ? , 式中 ? 是复信号 ? ?的 能量 。 由于 ? 是个常数 , 因此分 辨力取决 于信号波形的自相关函数 ? ?、? ? 一 ? 一 二 ?, 二“ 十? ,? ? 。? ? 这个以? ? 为变量的? ? ?表示二个目标时差 为? 。的可能分辨程度 。 ? ? ? ?值愈小
3、愈容 易分辨 。 如果二个目标完全重合 , 此时 ? 二 ? , 显然无法分辨 。 因此目标相距为 ?时分 ? 、 , ? 。 。二? ? “、 二 ? ? 拼浏难易时用 万夸兴冷一 衣不 。 当二?岁长令一 万, “ ? 尸? 切 刁 ? “ ? ? 刁 ? 司? 忍? ? ? ?时 , 法区分开 目标无法分辨?即使没有噪声也无 一? ? ? “ ? 记 ,乡 石 ? 一一万? ?二 不下一一 晰令? ? 、一 ? 丈、一、?夕 标很难分辨?有少许噪声就无法区分开 则目 ? 书 当 粤豁 ? 时 , 目标很易分纵这里 要强调指出的基本来本是 ? 在二个目标的距 离差已给定情况下 , 可 写 一 成 , 二 ? , 此时 ? ? “ ? ? ? 值的大小完全取决于信 号 波 形 于是 , 二个距离相 同速度不同的目标 , 。 ? ? 。 因此 , 要有良好的距离分辨力 , 设计 时应选择这样的信号 , 即它的自相关函数除 了极其接近? ? ? 区域外 , 其他区域都应接 近零 。 根据上面 的讨论 可以知道 , 要分 辨力 好 , 应选择这样的信号 , 即它通过匹配 滤 波 器?或相关
4、积分器?后应输出很窄的峰形脉冲 其区分的难易取决于 ? ? 、?。 在? ? 鑫二 业止 八么?自、 波 , 这样就能在? ? 较小时仍得到 ? ? ? ? ? ? ? ? 。 我们知道 , 只有宽的信号频谱通过匹 配滤波器后才会输出窄峰形波 。 因此 , 不 是 发射脉冲信号的时宽 , 而 是它的带宽 决定了 距离分辨力 , 即阶汉? 厂? , ?为发射信 号带 宽 。 通常采用 时间分 辨 力乙 ? ? ? ?厂? , 于是 各 ? ?厂? , ?为 电波传播速 度 。 但有 些信号 具 有如下特性 ? 当目标 从完 全重合逐 渐分开 时 , 接收机的输出已经 出现 了显然 分开 的阶 段 , 但在继 续分 开的过 程 中 输出却又出 现 了分不开的情况 。 这种情况称 为 “模糊” 。 例 如等间 隔脉 冲列在距离 上就 具有这样的特性 。 上面讨论 的是二个目标的 距离分辨间 题 , 但对径向速度也 同样适 用 。 区分二个距 离相 同 、 径向速度不 同回波信号 潜的难易取 决于 ? ? ? 时不 能分辨 , 在一?幸 班 续匕 ? ? 时,。、 “ 一 “ ? ? ? 一
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