SAR雷达成像点目标仿真——RD算法和CS算法（程序+注释）
SAR雷达成像点目标仿真，包含RD算法和CS算法的原理+Matlab程序，程序每一行均有注释，适合入门以τ的时闫发射啁啾脉冲,然后切换天线开关接收回波信号。脉冲重复间隔为l发接收图雷达发射脉冲串的时序当雷达不处于发射状态时,它接收反射回波。发射和接收回波的时间序列如图所示在机载情况下,每个回波可以在脉冲发射间隔内直接接收到。但是在星载情况下,由于距离过大,某个脉冲的回波要经过个脉冲间隔才能接收到。这里仿真为了方便,默认为机载情況脉冲回波时间图脉冲雷达的发射与接攻周期假设为信号持续时间,下标表示距离向:为重复频率,为重复周期,等于。接收序列中,τ衣示发射第个脉冲时,目标回波相对于发射序列的延时。雷达的发射序列数学表达式为式式中,表示矩形信号,为距离向的信号调频率,为载频。雷达回波信号由发射信号波形,天线方向图,斜距,目标,环境等因素共同决定,若不考虑环境因素,则单点目标雷达回波信号可写成式所示:其中,G表示点目标的雷达散射截面,表示点目标天线方向图双向幅度加权,z表示载机发射第个脉冲时,电磁波再次回到载机时的延时r,带入式中得式就是单点目标叵波信号模型,其中,是分量,它决定距离向分辨率;为多普勒分量,它决定方位向分辨率对于任意一个脉冲,回波信号可表小为式所小我们知道,由于随慢时间的变化而变化,所以计算机记录到的回波数据存储形式如图所示:贴棘·●鲁通ib●幽●中@中●●●。●●鲁●●ed●●i●●一●●:b●t老!y·●●●●●Outuinh0ib●●●●·:·:·;D●●中·!达脉冲长度斜距(军样数或单元置)图目标照射时间内,单个点目标回波能量在信号处理器的二维存储器中的轨迹4距离徙动及校正根据图可知,在倾斜角为零或很小的时侯,目标与雷达的瞬时距离为,根据几何关系可知,,根据泰勒级数展开可得:由式可知,不同慢时间对应着不同的并且是一个双曲线形式或者近似为个二次肜式。如图所示,同一目标的回波存储在计算机里不在同一直线上,存在距离徙动从而定义距离徙动量:为了进行方位向的压缩,方位向的回波数据必须在同一条直线上,也就是说必须校止距离徙动Δ。由式()可知,不同的最近距离对应着不同的▲,因此在时域处理距离徙动会非常麻烦。因此,对方位向进行傅里叫变换,对距离向不进行变换,得到新的域。由于方位向的频率即为多普勒频率,所以这个新的域也称为距离多普勒域将斜距写成多普勒的函数,即。众所周知,对最近距离为的点目标回波多普勒是倾斜角b的函数,即=2,斜距,于是6:≈所以距离多普勒域中的我距离徙动为Δ,可发现它不随慢时间变换同一最短距离对应着相同大小的距离徙动。因此在距离多普勒域对一个距离徙动校正就是对一组具有相同最短距离的点目标的距离徙动校止,这样可以节省运算量。为了对距离徙动进行校正,需要得到距离徙动单元,即距离徙动体现在存储单元中的移动数值,距离徙动单元可以表示为△这个值通常为一个分数,由于存储单元都是离散的,所以不同通过在存储单元简单的移动得到准确的值。为了得到准确的徙动校正值,通常需要进行插值运算。本仿真釆用了两种插值方法最近邻点插值和插值,下面分别进行介绍。最近邻点插值法的优点是简单而快速,缺点是不够精确。Δ其中为整数部分为小数部分,整数部分徙动可以直接通过平移消除,对于小数部分则通过四舍五入的方法变为或者,这样就可以得到较为精确的插值插值原理如下:在基带信号下,卷积核是函数插值信号为即为所有输入样本的加权平均。可通过频域来理解,如图所示,采样信号频普等于以采样率重复的信号频谱。为了重建信号,只需要一个周期频谱(如基带周期),因此需要理想矩形低通滤波器在频域中提取基带频谱(如图)所示。凵知该理想滤波器在时域中是函数。由于频域相乘相当于时域卷积,故插值可以通过与核的卷积来实现信号频谱幅度理想低通滤波器-101频率图理憇低通滤波器怎样对采样信号进行插值5点目标成像 matlab仿真5.1距离多普勒算法距离多普勒算法(是在年至年为民用星载提出的,它兼顾了成熟、简单、髙效和精确等因素,至今仍是使用最广泛的成像算法。它通过距离和方位上的频域操作,到达了高效的模块化处理要求,同吋又具有了一·维操作的简便性。图示意了的处理流程。这里主要讨论小倾斜角及短孔径下的基本处理框当数据处在方位时域时,可通过快速卷积进行距离压缩。也就是说,距离后随即进行距离向匹配滤波,再利用距离完成距离压缩。回波信号为:距离向压缩后的信号为:通过方位将数据变换至距离多普勒域,多普勒中心频率估计以及大部分后续操作都在该域进行。方位向傅里叶变换后信号为:在距离多普勒域进行随距离时间及方位频率变化的,该域中同距离上的组日标轨迹相互重合。将距离徙动曲线拉直到与方位频率轴平行的方向。这里可以采用最近邻点插值法或者插值法,具体插值方法见前面。假设插值是精确的,信号变为:通过每一距离门上的频域匹配滤波实现方位压缩。为进行方位压缩,将后的乘以频域匹配滤波器最后通过方位将数据变换回时域,得到压缩后的复图像。复原后的图像为:正达原始教据距离压缩方位向傅里叶变换距离徙动校正方位压方位向傅里叶逆变及多视叠加压缩数据图距离多普勒算法流程图5.2 Chirp Sca l ing算法距离多普勒算法具有诸多优点,但是距离多普勒算法有两点不足:首先,当用较长的核函数提高距离徙动校正()精度时,运算量较大:其次,二次距离压缩()对方位频率的依赖性问题较雉解决,从而限制了其对某些大斜视角和长孔径的处理精度。算法避免」中的插值操作,通过对信号进行频率调制,实现了对该信号的尺度变换或平移图显示了算法处理流程。这里主要讨论小倾斜角及短孔径下的基本处理框图。主要步骤包括四次和三次相位相乘。通过方位向将数据变换到距离多普勒域。通过相位相乘实现操作,使所有目标的距离徙动轨迹·致化。这是第步相位相乘。用以改交线调频率尺度的二次相位函数为通过距离向将数据变到二维频域。通过与参考函数进行相位相乘,同吋完成距离压缩、和‘致这是第二步相位相乘。用于距离压缩,距离徙动校正的相位函薮写为:通过距离向将数据变回到距离多普勒域。通过与随距离变化的匹配滤波器进行相位相乘,实现方位压缩。此外,由于步骤中的操作,相位相乘中还需要附加一项相位校正。这是第三步相位相乘。补偿由引起的剩余相位函数是:最后通过方位向将数据变回到二维时域,即图像域雷达原始数据SAR信号域方位向傅里叶变换第一步相位相乘补余RCMC中的距离多Chirp sealing操作普勒域距离向傅里叶变换第一步相位相乘参考函数相乘用于距离压细、SRC和一致RCMC频域距离向傅里叶逆变美第三步(最后方位压缩及相位校王步)相位相乘距离多晋勒域方位向傅里叶道变换SAR图像域压缩数据图算法流程图简而言之,算法是将徙动曲线逐一校正,算法是以某一徙动曲线为参考,在域内消除不同距离门的徙动山线的差异,令这些曲线成为一组相互平行的曲线,然后在二维频率域內统一的去掉距离徒动。通俗一点就是,算法是将弯曲的信号一根根矫直,而算法是先把所有信号都掰得一样弯,然后再统一矫直。6仿真结果6.1使用最近邻点插值的距离多普勒算法仿真结果本文首先对个点目标的回波信号进行了仿真,个点目标构成了矩形的个顶点和中心,其坐标分别如下,格式为(方位向距离向后向反射系数):图的上图是距离向压缩后的图像,从图中可以看到条回波信号(其中有几条部分重合,但仍能看出米)目标回波信号存在明显的距离徙动,需要进行校正。图的下图是通过最近邻点插值法校正后的图像,可以看出图像基本被校正为直线。配萬向压缩,未交正距离徒动的图像距高可距离压缩,权E距高徒动日的图像L图距离向压缩后最近邻点插值的结果图为进行方位向压缩后形成的图像,可以明显看出个点日标,并且个点日标构成了矩形的四个顶点及其中心。方位向压缩后的图像图通过最近邻点插值生成的点目标图像6.2使用最近邻点插值的距离多普勒算法仿真结果图上图为通过距离压缩后的图像,图的下图为通过插值法校止后的图像。距离甸压缩,未校正距离徙动的图像距离向距离向压缩,校止离徙动后的图像距离向图距离向压缩后插值的结果图为进行方位向压缩后形成的图像,可以明显看出个点目标,并且个点目标构成了矩形的四个顶点及其中心。方位向缩后的图像图通过插值生成的点目标图像6.3 Chirp Scal ing算法仿真结果可样,在中,对个点目标的回波信号进行了仿真,个点目标构成了矩形的个顶点和中心,其坐标分别如下,格式为(方位向距离向后向反射系数):
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1553B中文手册
恩菲特公司的1553B中文手册，手册丰富，详细，是1553B开发者的优选方案成都恩菲特科長有限公司EPH31580日录恩菲特产品保修条款…安全标志符号,D香看看看。。。垂垂看导D看警告第1章芯片概述…11.简介12.EPH31580特性111.3.EPH31580描述……14.电气特性+++··+++++++.1415.功能描述.…1.6.曼彻斯特解码…171.7.吋间戳178.中断19.存储器访问和寄存器访问1.10. BUS CONTROL框架.171.11. REMOTE TERMINAL框架……11.12. BUS MONITOR框榘18第2章软件接口自●●看命·●●●看鲁●息1921.上电状态22.存储器管理23.寄存器定义…21.中断屏敞寄存器(读/写22.配置寄冇器#1(读/23.配置寄存器#2(读/写)24.开始/复位寄存器(写)2.5.BC/RT命令堆栈指针寄存器(读)….262.6.BC控制字尕RT子地址控制宇寄存器(读)…2627.时标寄存器(读/写)28.中断状态寄存器(读29.配置寄存器#3(读/写)……2.10.配置寄冇器#4(读/写)21.配置寄存器#5(读/写)2.12.数据堆栈指针寄存器(读)…322.13.BC下一条消息开始时间寄存器(读/)214.BC帧时间/RT最后一个命令字/BM触发设置寄存器(读/写)2.15.RT状态字寄存器(读)216.RIB字寄存器(读).342.17. BLOCK STATUS WORD第3章 BUS CONTROL OPERATION……38HTTP:www.enpht.comTel:028-851482738528FAX:028-85148287107第3页成都恩菲特科長有限公司EPH31580BC存储器管理…38ACTIVE AREAS DOUBLE BUFFERING38PROGRAMMING OF BC MESSAGE FRAMES39BC Memory managcmcntMessage Block Formats∴39BC控制字∴…42DESCRIPTOR STACK44C MESSAGE GAP TIMEBC FRAME AUTO REPEATMINOR AND MAJOR FRAMES甲甲···:·…46BCⅠ NTERRUPT……46OTUER FUNCTIONBC SOFTWARE INITIALIZATION SEQUENCE··47BC PSEUDO CODE EXAMPLE.49第4章 REMOTE TERMINAL OPERATION,51RT存储器结构51RT存储器管理SUBADDRESS CONTROL WORDRT STACK AND INTERRUPTSTIME TAG WORDDATA BLOCK POINTER OR MODE DATA WORD57COMMAND WORD RECEIVEDRT COMMAND ILLEGALIZATION57SELECTED MODE CODE INTERRUPT60BROADCAST OPT⊥0NBUSY BITRT ADDRESS INPUTS62RT STATUS WORDRT-TO-RT RESPONSE TIMEOUT64SUMMARY OF RESPONSES TO MODE CODE MESSAGESRT SOFTWARE INITIALIZATION PROCEDURERT PSEUDO CODE EXAMPLE.68第5章 BUS MONITOR OPERATION.71MONITUR SELECTION FUNCTIONMESSAGE MONITOR FORMATSBM存储器管理MESSAGE MONITOR BLOCK STATUS WORDBM SOFTWARE INITIALIZATION PROCEDURE,76第6章 EXTERNAL INTERFACES通垂函a看自PIN DESCRIPTIONS BY FUNCTIONAL GROUPS隔离变压器到外部系统的连接BUFFERED u TRANSPARENT MODEHTTP:w.enphtcomTEL:028-851482738528FAX:028-85148287107第4页成都恩菲特科長有限公司EPH31580外部时序接口BUFFERED模式接口时序85与几和典型器件的连接与ADSP2101的连接与68040的连接与80286的连接.环境温度封装形式…订货号附录一:变压器选型手册97HTTP:/ww.enphtcomTEL:028-85148273/8528FAX:028-85148287107第5页成都恩菲特科長有限公司EPH31580恩菲特产品保修条款产品名称:1553A/B协议芯片产品型号:EP-H31580保修期限:一年1.恩菲特公司对由恩菲特公司出售的硬件产品和附件提供质量保修,保修期限如上所示。在保修期内如果出现因质量原因而产生故障,恩菲特公司在收到关于产品故障的通知并经查验核实后,有权选择维修或整套更换产品。整套更换的产品可以是新的或接近新的2.恩菲特公司保证软件产品经过充分测试。如果恩菲特公司在保修期内收到关于软件故障的通知,将在查验核实后免费更换软件3.恩菲特公司不保证在产品修理过程中产品可不中断地使用。但恩菲特公司保证在合理的期限内修理好发生故障的产品4.产品保修期从产品发运之日或由恩菲特公司开始安装之日起开始计算。如果用户的进度安排延后使恩菲特公司在产品发运之日起30天内仍未开始安装,产品保修期从交付之日后的笫31天开始计算5.恩菲特公司对任何下列情况而导致的产品故障和损坏不提供免费保修:(a)错误的使用或不适当的维护和校正,(b)非恩菲特公司提供的软件、接口、部件或其它物品,(c)未经许可的拆卸、修改和错误使用,(a)超过产品技术规格指明的范围使用,(e)不适当的运输、搬运和存贮,(f)其它不可抗力原因造成的故障或损坏(如HTTP:ww.enphtcomTEL:028-851482738528FAX:028-85148287107第6页成都恩菲特科長有限公司EPH31580地震、战争、交通事故等)6.在法律允许的范围内,上述保修条款是唯一明确的,同时没有任何其它的保修条款,不论是书面的或口头的。恩菲特公司明确表示拒绝承认任何暗示的保修条款和商业条款7.如果用户因使用恩菲特公司产品造成对其它物品损坏或身体伤害,经法院裁定其直接原因是恩菲特公司产品缺陷,恩菲特公司对此负责。版权声明所有恩菲特公司出售的软件产品或随同硬件产品出售的软件和文件,其版杈属恩菲特公司所有,恩菲特公司保留软件产品和文件方面的所有版权。用户对产品的购买并不表示用户在版权方面的任何许未经恩菲特公司书面许可的任何复制和出售均是被禁止的成都恩菲特科拈冇限公司HTTP:www.enpht.comTel:028-851482738528FAX:028-85148287107第7页成都恩菲特科長有限公司EPH31580安全标志符号符号说明符号说明贴在产品上的标志符号表示仪器在操作前必须表示使用者必须遵循产品手保证相应的接线端接地册中相应的警告或注意内容良好,以免电击而引起以免造成人身伤害或设备损设备损坏或人身伤害。坏交流直流表示相应的操作危险。△操作员应严格按规定操高压危险。警告作,否则可能导致人身危险表示相应的操作危险操作员应严格按规定操凸⊥机外壳楼地通常与注意,否则可能寻受慢备设备的金属外壳相连接。损坏或永久性数据丢失HTTP:ww.enphtcomTEL:028-851482738528FAX:028-85148287107第8页成都恩菲特科長有限公司EPH31580敬在操作,维护及修理设备的整个过程中要严格遵守以下安全事项违反这些安全规程或任何本手册中警告和注意事项规定的操作导致的设备损坏或人身伤害,恩菲特公司不对此类事故承担责任●对第一类安全设备(具有俣护地接线端子的设各),必须在产品的主电源输入端或供电电源电缆提供一个可靠的安全地连接对于模块式设备,为确保模块安全接地,应将模块前面板上的紧固螺钉旋紧,以保证模块的紧固面板与机箱保护地可靠接通●仪器不应接触易燃易爆气体或在有易燃易爆气体的环境下操作●为了避免火灾,应使用具有相同电压和电流的保险溶丝。不能使用修理过的保险熔丝或短接保险盒●操作人员不应打开机盖。这只能由经过培训的专业技术人员进行。打开机盖是危险的,因为设备中可能存在危险电压。甚至在设备断电以后,高压也可能存在。为了避免人身伤害,应由经过培训的专业技术人员来操作。●不要操作危险设备或在危险的条件下操作设备。如果任何削弱安全性或可能导致安全保护设施失效的情况存在(包括物理损坏,潮湿或别的原因),应立即拔除电源线,直到由专业技术人员确认后方可操作●不要单独维修或调整仪器,以免发生危险时可得到帮助和救治HTTP:www.enpht.comTel:028-851482738528FAX:028-85148287107第9页成都恩菲特科長有限公司EPH31580不能更换或更改产品中的元器件,除非有明确的认可和授权。因为这将带来其它危险。如仪器出了故障,应将其送到恩菲特公司指定的维修点进行维修,从而保证仪器的各项功能文献版本吏新历史所有版本和手册更新及发行时间都列举在下面。手册的初始版本是Ver1.00。不论何时更新手册,版本号都在尾数加1。当更新涉及到较为重要的内容时,版本号中间的数加1,当更新涉及到核心内容时,版本号第一位数加1。更新的内容通过手册发行,包括修改的内容及对手册新增加的内容。新版本均包括了对旧版本更改的内容。每个新版本或更新后版夲都有一页标注该文献的更改情况Ⅴrl.0l..,,,∴,,.,2005.05HTTP:/ww.enphtcomTEL:028-85148273/8528FAX:028-85148287107第10页
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