二维扫描体制下的单脉冲成像仿真
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[摘 要]介绍了二维扫描单脉冲成像算法、二维扫描单脉冲适用条件和成像原理。对算法进行仿真验证，试验一选用理想的点进行仿真，试验二选用高分辨SAR图像进行仿真。
中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0159-01
对于单脉冲成像算法，成像区内不同目标在距离、方位（多普勒）均无法分辨，会形成成像盲区。在这种情况下，我们引入二维扫描单脉冲成像方法。
1 二维扫描单脉冲成像原理分析
仅仅依靠一维扫描单脉冲算法显然达不到所要分辨精度，在这种情况下，我们将一维扫描单脉冲成像扩展到二维扫描成像，利用单脉冲测角技术，通过二维扫描对成像区域中的每个散射点进行二维测角，分别测得各个散射点的方位（水平向）偏角和俯仰（垂直距离向）偏角，最后再结合各散射点幅度值完成最终成像[1，2]。算法流程图如图1所示。
2 成像仿真
为讨论二维扫描单脉冲成像效果，进行两个仿真试验，仿真试验参数如表1所示。
2.1 理想点目标仿真
试验一采用地面49个点所成方形区域作为成像区域，点与点之间在方位向和距离向间距均设为15m，对其进行二维扫描单脉冲成像。如图2所示。
图2（b）是运用二维扫描单脉技术所得成像图。可以明显看出，由于在成像过程中对各散射点分别进行了方位测角和距离向测角，所以最后所得成像图中，各散射点无论从方位向还是距离方向都可以很好地识别，达到成像要求。
2.2 地面模拟场景仿真
试验二采用具有代表性地面高分辨率SAR图像作为模拟场景，对其二维扫描单脉冲成像，如图3所示。图3（a）中的建筑相比其周边其它场景幅度值较强，可视为强反射目标，周边其它场景特征不明显。在进行单脉冲成像时，每个脉冲测得的建筑物散射点角度都近似于其真实角度，并且近似程度随着反射点能量的增大而增加，因此所得图像有效还原了原建筑物场景地理信息，如图（b）所示。
3 结束语
二维扫描单脉冲成像技术的基础仍然是单脉冲测角，所以影响单脉冲测角精度的因素诸如回波信号地起伏、接收机热噪声等都会对成像效果造成影响。另外，二维扫描中距离向扫描次数也会对成像效果有影响，如果扫描次数太少，目标散射点信息积累不够，成像图无法真实体现成像区域地理信息；而扫描次数过多，虽然目标散射点信息积累足够，但过多次的扫描势必造成运算量的大幅度增加，给后续地数据处理带来较大负担。因此，在实际成像处理中，需要在散射点信息积累和数据运算量间作一平衡，根据成像区域大小和成像条件选取合理扫描次数，做到既保证成像质量又保证运算量。
参考文献
[1] M.I.Skolnik，Introduction to Radar System， 3rd ed.， New York： McGraw-Hill，2001，sec.4.2.
[2] 马振球，崔嵬.相位和差单脉冲雷达测角性能分析.北京理工大学学报. 2009， 29（8）： 726～731.