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3.1.3 SAR 回波信号 24
3.2 FMCW SAR 回波信号建模 .. 25 3.2.1 FMCW SAR 目标模型 .. 25
3.2.2 FMCW SAR 时域直接叠加回波模拟算法 26
3.3 回波模拟仿真实验 27
3.3.1 单点目标.. 27
3.3.2 多点目标.. 28
3.4 本章小结. 29
4. 距离多普勒成像算法实现与仿真. 30
4.1 距离多普勒算法简介 30
4.2 距离多普勒算法原理.. 31
4.2.1 距离压缩.. 31
4.2.2 方位向傅里叶变换. 31
4.2.3 距离徒动校正 32
4.2.4 方位压缩.. 33
4.3 仿真实验.. 33
4.4 本章小结. 38
结论 39
致谢 41
参考文献. 42 1. 绪论
1.1 FMCW SAR研究的背景和意义
20 世纪70年代，以微电子技术为基础、计算机技术为核心的信息技术在军
事领域的广泛应用，导致了新一轮以信息化为核心的军事技术革新，也奠定了信
息战在的现代战争的主导地位。因此现代战争中，人们对于战争的信息技术要求
也是越来越高。在现代信息化战争中，无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）
应运而生。UAV在战争中能够担负起深入前沿，侦察情报、监视敌方等多项危
险和枯燥的战斗任务，为友军快速的夺取信息优势，并能够减少参战人员的伤亡，
降低装备使用成本。然而，在早期的战争中，由于 UAV携带的光学侦查设备受
到环境和气候的限制，UAV的作战非常依赖于“天时”和“地利”。例如，美
军在对朝鲜的侦察监视任务中，装载着电子光学侦察装置的 UAV一年中可进行
作战任务的时间为255 天，但是电子光学侦察装置只有 55天能够执行正常的侦
察任务；在巴尔干半岛侦察监视任务中，UAV 一年中只有242天能够正常工作，
其中，电子光学侦察装置能正常执行任务的天数仅有 83天。
如何解决无人机作战中光学设备侦查的诸多限制引起了人们的关注。 1953
年，在美国Michigan 大学举行的暑期研讨会上，许多学者首次提出了雷达“合
成孔径”（Synthetic Aperture Radar，SAR）的概念。SAR 是一种具有超高分辨
率的主动式微波遥感设备，在距离向上，它通过脉冲压缩技术来获得距离高分辨
率；在方位向上，它利用传感器沿轨迹的均匀运动，对不同位置下接收到的回波
信号进行相干处理来实现方位高分辨率。SAR 的作用距离远，成像范围大，且
不受天气和气候的影响，可以全天时全天候工作，能够很好的解决无人机作战受
到的诸多限制。由此，无人机合成孔径雷达（UAV SAR）越来越受到人们的重视。
然而因为现代战争对于 UAV 系统提出的更小体积、更低功耗和更轻重量的
要求，对于 UAV 携带的雷达整体性能也提出了低成本、低功耗、轻重量和笑体
积的更高标准，因此 SAR 系统的小型化迫在眉睫。然而，传统的脉冲 SAR 设备
复杂、体积庞大、能耗高、而且造价昂贵，这些缺陷非常制约传统 SAR 小型化，
也降低了它装备在小型、轻型 UAV的可能性。一种新体制下的 SAR，调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave， FM-CW）合成孔径雷达，是一种在
脉冲时间间隔内发射一个占空比为百分之百的调频信号的新型合成孔径雷达。它
具有体积小、功耗低等分辨率高等许多优势，非常适用于小型 UAV的机载雷达。
这种合成孔径雷达可以非常容易的实现小型化，可以很好解放 UAV对空间载荷的
负担，提高了无人机的续航时间、敏捷性和机动能力。因此在未来，这种体制下