SAR成像理论及Matlab仿真-第一讲ppt课件
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matlab教程ppt001
的定事点件运驱算动模系块统集进（行F建ix模ed、-po仿in真t B的lo工cks具et。）与C语言程序代码到VHDL Simulink BloSc（tkastVeetefslroywHCigohdSerp是ee基d I于nteSgtaratetefldowC状irc态uit图H生ard成ware Description Language，一 Real-Time W高种or效k标sh、准op优的(R化硬T的W件程)电序路代设码计。语言 ）的自动转换功能，可以看出，高级的 Stateflow 系統仿真或低级的芯片算法设计，都可用MATLAB、Simulink、 Stateflow CodSetarteflow及相关的工具箱来完图成1。.1 MATLAB产品体系结构
高等教育出版社
2024/2/23
Application of Matlab Language
4
第一讲 Matlab概述
Matlab软件概述 Matlab的桌面环境及入门知识
2024/2/23
Application of Matlab Language
5
1 Matlab概述
内容
Matlab发展历史 Matlab产品家族体系 Matlab 语言的特点。
由这些模块产品之间的关系可以图1.1表示。
2024/2/23
Application of Matlab Language
MATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为21世纪最为重要的科学计算 语言。可见学习掌握这一工具的重要性。
2024/2/23
Application of Matlab Language
11
1.2 MATLAB产品体系结构
围绕着MATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同 习使M实用A际MMTA上LATATMLBLAA产ABTBS间 的呢品LimA或核？由uB围 称 专 Bl离心若本这ilnoM序 的 器 运用绕 为k散。c就干身M核 数是Ak文 编标 行模着 模s时AT有模就心 据e窗件 译准 效块块StLT间、块是必i与 可Am口L编生的率集集AB的S要组一u基视图i译成C。lB，（mCi动n了成个/础化是形oP生函k如BCm态o仿，解极，于M应（用的位而领l+方ow成数Cp系c+真A这不其ei是一工用开且域详To式kl标库r文eTmosS统核一同丰r集体e发具领新，见的Loy这m准或t件slA建s心软的富bt高的提箱域的可Mu）、种e的可Bo可nm模所件模的Ax性高产供大的工以i,专编cM执C）以TB、a开产块资/能效品的概算具首门tAL译l行，i被CooA分发T品完源数编家工有法箱先c+用n器文这B任Lk析+的的成库Bs值程族具A程还到在4于可e件些何语0lBt和o应体不，多计语的箱序在网线、连以c产，工一言k仿用系同那个算言计，包不上帮S续s将品以具种文ie真g程结的么t，与。算这，断查助时nM、提提箱件Ca序构功应另些被增找文A/lD供高的，CT包能该外工称加是档S。+许程L列而P，，从+A还具为。否。多序表生编B其哪有箱专如已M程的以成译中一A其的用 果 有及T有部他总工 你 相L每A：分公数具 有 关个B开司已箱 特 的本工始或有别 工身具着研1的 具所箱0手0究应 箱提的多、单用 ，供使个学，
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2024/2/23
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第一讲 Matlab概述
Matlab软件概述 Matlab的桌面环境及入门知识
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1 Matlab概述
内容
Matlab发展历史 Matlab产品家族体系 Matlab 语言的特点。
由这些模块产品之间的关系可以图1.1表示。
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MATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为21世纪最为重要的科学计算 语言。可见学习掌握这一工具的重要性。
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1.2 MATLAB产品体系结构
围绕着MATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同 习使M实用A际MMTA上LATATMLBLAA产ABTBS间 的呢品LimA或核？由uB围 称 专 Bl离心若本这ilnoM序 的 器 运用绕 为k散。c就干身M核 数是Ak文 编标 行模着 模s时AT有模就心 据e窗件 译准 效块块StLT间、块是必i与 可Am口L编生的率集集AB的S要组一u基视图i译成C。lB，（mCi动n了成个/础化是形oP生函k如BCm态o仿，解极，于M应（用的位而领l+方ow成数Cp系c+真A这不其ei是一工用开且域详To式kl标库r文eTmosS统核一同丰r集体e发具领新，见的Loy这m准或t件slA建s心软的富bt高的提箱域的可Mu）、种e的可Bo可nm模所件模的Ax性高产供大的工以i,专编cM执C）以TB、a开产块资/能效品的概算具首门tAL译l行，i被CooA分发T品完源数编家工有法箱先c+用n器文这B任Lk析+的的成库Bs值程族具A程还到在4于可e件些何语0lBt和o应体不，多计语的箱序在网线、连以c产，工一言k仿用系同那个算言计，包不上帮S续s将品以具种文ie真g程结的么t，与。算这，断查助时nM、提提箱件Ca序构功应另些被增找文A/lD供高的，CT包能该外工称加是档S。+许程L列而P，，从+A还具为。否。多序表生编B其哪有箱专如已M程的以成译中一A其的用 果 有及T有部他总工 你 相L每A：分公数具 有 关个B开司已箱 特 的本工始或有别 工身具着研1的 具所箱0手0究应 箱提的多、单用 ，供使个学，
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`int8()`,
`char()`, `logical()`等。
流程控制结构
顺序结构
按照代码的先后顺序执行 。
选择结构
通过条件语句实现分支选 择，包括`if`、`else`、 `elseif`等。
循环结构
通过循环语句实现重复执 行代码块，包括`for`、 `while`等。
函数编写
函数定义
使用`function`关键字定义函数， 指定输入和输出参数。
介绍MATLAB中的机器学习工具箱，包括工具箱中的函数、算 法和使用方法等。
通过实际案例演示如何使用MATLAB进行机器学习，包括数据 预处理、特征选择、模型训练和评估等。
THANKS
[ 感谢观看 ]
信号的傅里叶变换
介绍傅里叶变换的基本原理 ，以及如何使用MATLAB进 行信号的傅里叶变换和逆变 换。
滤波器设计
介绍滤波器的基本原理和设 计方法，以及如何使用 MATLAB进行滤波器的设计 和实现。
信号处理实例
通过实际案例演示如何使用 MATLAB进行信号处理，包 括信号的频谱分析、滤波、 降噪等。
数值计算基础
数值类型
介绍MATLAB中的数值类型，包括双精度、单精 度、复数等。
变量声明
解释如何声明和初始化变量，以及如何使用 MATLAB的数据类型。
运算符
介绍基本的算术运算符、关系运算符和逻辑运算 符及其用法。
方程求解
代数方程求解
介绍如何使用MATLAB求解一元和多元代数方程。
微分方程求解
介绍如何使用MATLAB求解常微分方程和偏微分方程。
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的高级 编程语言和交互式环境。
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矩阵的数学运算
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握矩阵的数学运算，如求逆 、求行列式、求特征值等。
在MATLAB中，可以使用inv() 函数来求矩阵的逆，使用det() 函数来求矩阵的行列式，使用 eig()函数来求矩阵的特征值。 例如，A的逆可以表示为 inv(A)，A的行列式可以表示 为det(A)，A的特征值可以表 示为eig(A)。
• 总结词：了解特征值和特征向量的概念及其在矩阵分析中的作用。 • 详细描述：特征值和特征向量是矩阵分析中的重要概念。特征值是满足Ax=λx的标量λ和向量x，特征向量是与特征值对
应的非零向量。特征值和特征向量在许多实际问题中都有应用，如振动分析、控制系统等。
04
MATLAB图像处理
图像的读取与显示
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `x = 5`。
矩阵操作
学习如何创建、访问和操作矩 阵，例如使用方括号 `[]`。
函数编写
学习如何创建自定义函数来执 行特定任务。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不应与 MATLAB保留字冲突。
了解矩阵的数学运算在实际问 题中的应用。
矩阵的数学运算在许多实际问 题中都有应用，如线性方程组 的求解、矩阵的分解、信号处 理等。通过掌握这些运算，可 以更好地理解和解决这些问题 。
矩阵的分解与特征值
• 总结词：了解矩阵的分解方法，如LU分解、QR分解等。
• 详细描述：在MATLAB中，可以使用lu()函数进行LU分解，使用qr()函数进行QR分解。这些分解方法可以将一个复杂的 矩阵分解为几个简单的部分，便于计算和分析。
MATLAB课件第一讲
save([file int2str(i)], [xstr int2str(i)]); end
这时得到了6个文件mfile1.mat~mfile6.mat, 分别保存x1~x6。这可通过load命令检验 ：
clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load([‘mfile’ int2str(i)]) %读取所有6个的以mfile开头的.mat文件 end
tempdir
返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名
3.5: 启动和退出MATLAB
matlabrc startup quit
启动MATLAB的M文件 启动MATLAB的M文件 终止（退出）MATLAB
第一章： 练习
结合下列指令练习：
ver，help，disp，length，size，dir，cd，等
Practice !
第一章： MATLAB系统概述
3. 通用命令
1. 管理命令和函数 2. 管理变量和工作空间 3. 控制命令窗口 4. 使用文件和工作环境 5. 启动和退出MATLAB
第一章： MATLAB系统概述
3.1: 管理命令和函数
help
MATLAB函数和M文件的在线帮助
ver(version) 显示MathWorks产品的版本信息（MATLAB版本号）
1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版 先如今已发展到MATLAB7.1，2008，2009版本
MATLAB基本组成
8个主要部分
➢工作空间中的变量
MM编AA程TT与LLAA数BB据数开类学发型函环数境库提绘供制一二组维读曲ggsprr写aae面ppc文ghh、r23a件➢➢➢➢dd三提提M p输开估处h的维供供A二三入算于发专T命曲许运维维L/、Mg业输A线令多算e图 图n文管图B出e数 所形 形编r件理形数a据 需程l的、的据类 的技执调目型 操术行试录作效M符率文件
这时得到了6个文件mfile1.mat~mfile6.mat, 分别保存x1~x6。这可通过load命令检验 ：
clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load([‘mfile’ int2str(i)]) %读取所有6个的以mfile开头的.mat文件 end
tempdir
返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名
3.5: 启动和退出MATLAB
matlabrc startup quit
启动MATLAB的M文件 启动MATLAB的M文件 终止（退出）MATLAB
第一章： 练习
结合下列指令练习：
ver，help，disp，length，size，dir，cd，等
Practice !
第一章： MATLAB系统概述
3. 通用命令
1. 管理命令和函数 2. 管理变量和工作空间 3. 控制命令窗口 4. 使用文件和工作环境 5. 启动和退出MATLAB
第一章： MATLAB系统概述
3.1: 管理命令和函数
help
MATLAB函数和M文件的在线帮助
ver(version) 显示MathWorks产品的版本信息（MATLAB版本号）
1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版 先如今已发展到MATLAB7.1，2008，2009版本
MATLAB基本组成
8个主要部分
➢工作空间中的变量
MM编AA程TT与LLAA数BB据数开类学发型函环数境库提绘供制一二组维读曲ggsprr写aae面ppc文ghh、r23a件➢➢➢➢dd三提提M p输开估处h的维供供A二三入算于发专T命曲许运维维L/、Mg业输A线令多算e图 图n文管图B出e数 所形 形编r件理形数a据 需程l的、的据类 的技执调目型 操术行试录作效M符率文件
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转置
可以使用`'`运算符对矩阵进行 转置。
矩阵高级运算
01
逆矩阵
可以使用`inv`函数求矩阵的逆矩阵 。
行列式
可以使用`det`函数求矩阵的行列式 。
03
02
特征值和特征向量
可以使用`eig`函数求矩阵的特征值 和特征向量。
秩
可以使用`rank`函数求矩阵的秩。
04
04
matlab绘图功能
绘图基本命令
控制设计
MATLAB提供了控制系统设计和分析 工具箱，可以方便地进行控制系统的 建模、分析和优化。
03
信号处理
MATLAB提供了丰富的信号处理工具 箱，可以进行信号的时域和频域分析 、滤波器设计等操作。
05
04
图像处理
MATLAB提供了图像处理工具箱，可 以进行图像的增强、分割、特征提取 等操作。
02
matlab程序调试技巧分享
01
调试模式
MATLAB提供了调试模式，可以 逐行执行代码，查看变量值，设 置断点等。
日志输出
02
03
错误处理
通过使用fprintf函数，可以在程 序运行过程中输出日志信息，帮 助定位问题。
MATLAB中的错误处理机制可以 帮助我们捕获和处理运行时错误 。
matlab程序优化方法探讨
显示结果
命令执行后，结果将在命令窗口中显示。
保存结果
可以使用`save`命令将结果保存到文件中。
matlab变量定义与赋值
定义变量
使用`varname = value`格式定义变 量，其中`varname`是变量名， `value`是变量的值。
赋值操作
使用`=`运算符将值赋给变量。例如 ，`a = 10`将值10赋给变量a。
可以使用`'`运算符对矩阵进行 转置。
矩阵高级运算
01
逆矩阵
可以使用`inv`函数求矩阵的逆矩阵 。
行列式
可以使用`det`函数求矩阵的行列式 。
03
02
特征值和特征向量
可以使用`eig`函数求矩阵的特征值 和特征向量。
秩
可以使用`rank`函数求矩阵的秩。
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04
matlab绘图功能
绘图基本命令
控制设计
MATLAB提供了控制系统设计和分析 工具箱，可以方便地进行控制系统的 建模、分析和优化。
03
信号处理
MATLAB提供了丰富的信号处理工具 箱，可以进行信号的时域和频域分析 、滤波器设计等操作。
05
04
图像处理
MATLAB提供了图像处理工具箱，可 以进行图像的增强、分割、特征提取 等操作。
02
matlab程序调试技巧分享
01
调试模式
MATLAB提供了调试模式，可以 逐行执行代码，查看变量值，设 置断点等。
日志输出
02
03
错误处理
通过使用fprintf函数，可以在程 序运行过程中输出日志信息，帮 助定位问题。
MATLAB中的错误处理机制可以 帮助我们捕获和处理运行时错误 。
matlab程序优化方法探讨
显示结果
命令执行后，结果将在命令窗口中显示。
保存结果
可以使用`save`命令将结果保存到文件中。
matlab变量定义与赋值
定义变量
使用`varname = value`格式定义变 量，其中`varname`是变量名， `value`是变量的值。
赋值操作
使用`=`运算符将值赋给变量。例如 ，`a = 10`将值10赋给变量a。
第1章 MATLAB操作基础PPT教学课件
2020/12/10
8
• 1.3.2 主窗口
1．菜单栏 在MATLAB 6.5主窗口的菜单栏，共包含、View、 Web、Window和Help 6个菜单项。
• 2．工具栏 MATLAB 6.5主窗口的工具栏共提供了10个命令 按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比 菜单命令使用起来更快捷、方便。
1994年，MATLAB 4.2版
1997年，MATLAB 5.0版
1999年，MATLAB 5.3版
2000年，MATLAB 6.0版
2001年，MATLAB 6.1版
2002年，MATLAB 6.5版
2004年，MATLAB 7.0版
2020/12/10
2
1.1.2 MATLAB的主要功能
• 1．数值计算和符号计算功能
11
• 1.3.4 工作空间窗口
工作空间是MATLAB用于存储各种变量和 结果的内存空间。在该窗口中显示工作空 间中所有变量的名称、大小、字节数和变 量类型说明，可对变量进行观察、编辑、 保存和删除。
2020/12/10
12
• 1.3.5 当前目录窗口和搜索路径
1．当前目录窗口 当前目录是指MATLAB运行文件时的工作 目录，只有在当前目录或搜索路径下的文 件、函数可以被运行或调用。
2020/12/10
9
• 1.3.3 命令窗口
命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用
于输入命令并显示除图形以外的所有执行 结果。
MATLAB命令窗口中的“>>”为命令提示 符，表示MATLAB正在处于准备状态。在
命令提示符后键入命令并按下回车键后， MATLAB就会解释执行所输入的命令，并 在命令后面给出计算结果。
SAR成像理论及Matlab仿真-第一讲
∑ σ ⋅ p t − nTprt −
∞
回波信号通过正交混频后
2R(tn ) 2 t − nTprt − ∞ 4π R(tn ) 2R(tn ) c ⋅ exp − j sr (t, tn ) = ∑ σ ⋅ ar + jπkr t − nTprt − λ Tp c n=−∞
第五章中5.1，5.2和5.3节的内容
第三章第1，2节和第四章第1，2，3，7节的内容
3
电子科技大学
2011-11-14
SAR成像基本理论 第一讲 SAR成像基本理论
SAR发展简史 SAR的定义 二维高分辨 SAR分类
4
电子科技大学
2011-11-14
SAR发展简史 1.1 SAR发展简史
1951年，美国Goodyear Aerospace公司的Carl Wiley首先 提出利用频率分析的方法改善雷达的角分辨率。 ——“多普勒波束锐化” 实孔径雷达方位分辨率：
28
电子科技大学
2011-11-14
SAR回波信号模型 2.3 SAR回波信号模型
正交混频
s (t ) = A cos [ 2π f c t + ϕ (t ) ]
低通滤波器
1 A cos [ϕ (t ) ] 2
sref (t ) = cos(2π f c t )
移相90度
1 A sin [ϕ (t ) ] 2
设雷达发射的脉冲串为：f (t) = ∑ p(t − nTprt ) n=−∞ 每个发射的脉冲为： p(t ) = ar (t ) cos [ 2π f c t + φ (t ) ] 为脉内相位调制函数,通常采用线性调频 φ (t ) = π kr t 2 φ (t ) , yp ) 设场景中存在一个点目标 p( x p ，后向散射系数为 ， σ 在雷达的第n个脉冲发射时刻，天线相位中心与点 R (tn ) 目标的距离为 ，则接收的回波信号为：
SAR成像理论及Matlab仿真-第一讲ppt课件
10
电子科技大精学选
2020/5/20
1.1 SAR发展简史
TerraSAR-X卫星系德国首颗雷达成像卫星，由德 国政府机构德国航空中心（DLR）和EADS Astrium 公司、Infoterra公司根据公私合营的模式共同开发。
11
电子科技大精学选
2020/5/20
1.2 SAR的定义
将装载着雷达的飞行器沿一定方向以速度 v匀速 直线前进，同时以固定的重复频率发射并接收信 号，并将接收信号的幅度和相位信息存储起来， 将它们按阵列回波作合成处理，利用这种合成阵 列方式工作的雷达称为合成孔径雷达(SAR， Synthetic Aperture Radar)。
参数设计
(1) 距离维参数
最小及最大斜距
Rmin
X
c
Wr 2
2
H
2
Rmax
X
c
Wr 2
2
H
2
距离向采样点数
Nr 2(RmaxcRmin)Tp
fs
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电子科技大精学选
2020/5/20
2.5 SAR回波Matlab仿真实验
参数设计
(2) 方位维参数
合成孔径长度
Ls Rca
合成孔径时间
6
电子科技大精学选
2020/5/20
1.1 SAR发展简史
1960年4月，美国在华盛顿机场进行机载合成 孔径成像雷达实验取得成功，诞生了国际上第一 部合成孔径雷达。
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电子科技大精学选
2020/5/20
1.1 SAR发展简史
1978年6月，美国从范登堡基地成功发射世界 上第一颗合成孔径雷达卫星—Seasat卫星，开辟 了星载SAR的新纪元，使合成孔径雷达卫星成为 空间对地观测发展的热点。
matlab 教学ppt第一讲
MATLAB for Engineers 2E, by Holly Moore. © 2009 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved. This material is is protected by Copyright and written permission should be obtained from the publisher prior to any prohibited reproduction, storage in a retrieval system, or transmission in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or likewise. For information regarding permission(s), write to: Rights and Permissions Department, Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ 07458.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
time, hour
• Numerical calculations
• Especially involving matrices
100
200
300
400
• Graphics • MATLAB stands for Matrix Laboratory
100 200 300 400 500
300
400
Easy to use Versatile Built in programming language Not a general purpose language like C++ or Java
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time, hour
• Numerical calculations
• Especially involving matrices
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• Graphics • MATLAB stands for Matrix Laboratory
100 200 300 400 500
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Easy to use Versatile Built in programming language Not a general purpose language like C++ or Java
matlab教程(全)资料PPT课件
用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，Clear或重启MATLAB可恢复其值。
3/12/20213/12/2021
13.03.2021
2021
17
数值表示、变量及表达式 （续）
运算符和表达式
运算 加 减 乘 除 幂
数学表达式 a+b a-b axb
a/b或a\b
ab
MATLAB运算符 + *
/或\ ^
13.03.2021
2021
15
数值表示、变量及表达式
数值的记述
Matlab的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点
和负号;其缺省的数据类型为双精度浮点型(format) （double）。
例如：3 -10 0.001 1.3e10 1.256e-6
变量命令规则
变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如 myVar与myvar表示两个不同的变量。
13.03.2021
2021
9
命令窗口 （续）
【例4】计算半径为5.2m的圆的周长和面积。
>>radius=5.2; %圆的半径 >>area=pi*5.2^2, circle_len=2*pi*5.2
area = 84.9487
circle_len = 32.6726
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2021
20
数组(array)的概念
数组的分类
一维数组，也称为向量(vector) 。
➢ 行向量(row vector)、列向量(column vector)。
二维数组(矩阵matrix)。 有效矩阵：每行元素的个数必须相同，
每列元素的个数也必须相同。
SAR成像理论及Mb仿真
斜视SAR（Squint-looking）
天线波束中心指向与正侧视方向在侧视平面内有 一夹角，称为斜视角
前视SAR（Forward-looking）
距离向与平台飞行方向一致，方位向与平台飞行 方向垂直，这与侧视SAR正好相反。
23
电子科技大学
2020/5/1
第二讲 SAR回波信号建模
stop and go原理 侧斜视SAR几何模型 SAR回波信号模型 菲涅尔衍射图 SAR回波Matlab仿真实验
仿真参数设置
35
电子科技大学
2020/5/1
2.5 SAR回波Matlab仿真实验
实验内容
(1) 根据仿真参数，产生点目标的SAR回波，绘出菲 涅尔衍射图； (2) 绘制某一个脉冲回波的时域信号波形及其相位； (3) 绘制(2)对应频域信号的波形及其相位。
36
电子科技大学
2020/5/1
2.5 SAR回波Matlab仿真实验
8
电子科技大学
2020/5/1
1.1 SAR发展简史
1979年9月，中科院电子所研制的机载合成孔 径雷达原理样机试飞成功，获取了国内第一张合 成孔径雷达图像。
9
电子科技大学
2020/5/1
1.1 SAR发展简史
2007年12月，RADARSAT-2卫星在哈萨克斯坦拜 科努尔基地发射升空，它是一颗搭载C波段传感器 的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署与MDA 公司合作。
2Ls
Da 2
17
电子科技大学
2020/5/1
1.3 二维高分辨
方位高分辨—信号处理
正侧视模式下，目标的斜距史可表示为（二阶泰
勒展开）
R(tn) R0 2(vtn)2R0(v 2tR n)02
天线波束中心指向与正侧视方向在侧视平面内有 一夹角，称为斜视角
前视SAR（Forward-looking）
距离向与平台飞行方向一致，方位向与平台飞行 方向垂直，这与侧视SAR正好相反。
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电子科技大学
2020/5/1
第二讲 SAR回波信号建模
stop and go原理 侧斜视SAR几何模型 SAR回波信号模型 菲涅尔衍射图 SAR回波Matlab仿真实验
仿真参数设置
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电子科技大学
2020/5/1
2.5 SAR回波Matlab仿真实验
实验内容
(1) 根据仿真参数，产生点目标的SAR回波，绘出菲 涅尔衍射图； (2) 绘制某一个脉冲回波的时域信号波形及其相位； (3) 绘制(2)对应频域信号的波形及其相位。
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2020/5/1
2.5 SAR回波Matlab仿真实验
8
电子科技大学
2020/5/1
1.1 SAR发展简史
1979年9月，中科院电子所研制的机载合成孔 径雷达原理样机试飞成功，获取了国内第一张合 成孔径雷达图像。
9
电子科技大学
2020/5/1
1.1 SAR发展简史
2007年12月，RADARSAT-2卫星在哈萨克斯坦拜 科努尔基地发射升空，它是一颗搭载C波段传感器 的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署与MDA 公司合作。
2Ls
Da 2
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2020/5/1
1.3 二维高分辨
方位高分辨—信号处理
正侧视模式下，目标的斜距史可表示为（二阶泰
勒展开）
R(tn) R0 2(vtn)2R0(v 2tR n)02
matlab第一章 ppt课件
2020/12/2
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常用命令
常用命令的功能
2020/12/2
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输入内容的编辑
在命令窗口中，MATLAB提供了控制光标位 置和进行简单编辑的键盘按键，部分常用的键盘 按键及其功能如下表所示。
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标点
在MATLAB中，一些标点符号被赋予了特殊 的功能，如下表所示。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2020/12/2
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1.5.4 历史命令窗口
在默认设置下，历史 记录窗口中会自动保留自 安装起所有用过的命令的 历史记录，并且还标明了 使用时间，从而方便用户 查询。
4．MATLAB工具箱 MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选
的工具箱。MATLAB工具箱分为两大类：功能性工 具箱和学科性工具箱。2020/12 Nhomakorabea28
1.3 MATLAB的在电子信息类课 程中的应用
目前，MATLAB在工程计算与数值分析、控制系统设计与 仿真、信号处理、图像处理、金融建模设计与分析生物
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1.5.2 主窗口
MATLAB的主要工作界 面。除了嵌入一些子窗口外， 还包括菜单栏和工具栏
默认情况下菜单栏包括6个菜单项： File实现有关文件的操作； Edit用于命令窗口的编辑操作； Debug用于程序调试； Desktop用于设置MATLAB集成环境的显示方式； Window用于关闭所有打开的窗口或选择活动窗口； Help用于提供帮助信息
SAR成像理论及Matlab仿真
1.1 SAR发展简史
1953年，在美国密西根大学举办的暑期讨论会 上，许多学者提出了利用载机运动可将雷达的真 实天线综合成大孔径的线性天线阵列的新概念。
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2019/12/26
1.1 SAR发展简史
1960年4月，美国在华盛顿机场进行机载合成 孔径成像雷达实验取得成功，诞生了国际上第一 部合成孔径雷达。
角分辨率
同一距离上，区分两个相邻目标的最小角度
波束宽度
D
实孔径分辨率
a
R0
R0
D
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2019/12/26
1.3 二维高分辨
多普勒频率
发射信号
s(t) a(t) exp( j2 f0t)
雷达到目标的距离
R(t) R0 vt
接收的回波
sr
第三章第1，2节和第四章第1，2，3，7节的内容
保铮，《雷达成像技术》
第五章中5.1，5.2和5.3节的内容
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第一讲 SAR成像基本理论
SAR发展简史 SAR的定义 二维高分辨 SAR分类
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1.1 SAR发展简史
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2019/12/26
1.1 SAR发展简史
2007年12月，RADARSAT-2卫星在哈萨克斯坦拜 科努尔基地发射升空，它是一颗搭载C波段传感器 的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署与MDA 公司合作。
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1.1 SAR发展简史
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实孔径雷达方位分辨率： 多普勒波束锐化方位a 分 D辨a 率R ：
平台运动方向
目标A
目标B
R
目标C
a
a
R
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2020/5/20
1.1 SAR发展简史
1953年，在美国密西根大学举办的暑期讨论会 上，许多学者提出了利用载机运动可将雷达的真 实天线综合成大孔径的线性天线阵列的新概念。
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电子科技大精学选
2020/5/20
1.1 SAR发展简史
TerraSAR-X卫星系德国首颗雷达成像卫星，由德 国政府机构德国航空中心（DLR）和EADS Astrium 公司、Infoterra公司根据公私合营的模式共同开发。
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2020/5/20
1.2 SAR的定义
将装载着雷达的飞行器沿一定方向以速度 v匀速 直线前进，同时以固定的重复频率发射并接收信 号，并将接收信号的幅度和相位信息存储起来， 将它们按阵列回波作合成处理，利用这种合成阵 列方式工作的雷达称为合成孔径雷达(SAR， Synthetic Aperture Radar)。
SAR成像理论及Matlab仿真
张顺生 电子科学技术研究院
1
精选
内容简介
第一讲 SAR成像基本理论 第二讲 SAR回波信号建模 第三讲 脉冲压缩技术 第四讲 驻定相位原理 第五讲 RD成像算法 第六讲 SAR图像性能评估
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2020/5/20
参考书目
张澄波，《综合孔径雷达—原理、系统 分析与应用》
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1.3 二维高分辨
则方位向信号的多普勒带宽为：
Ba
fdrTs
2v2
R0
Ls v
2v D
类比于距离向，方位向分辨率为：
a
v Ba
D 2
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1.4 SAR分类
按平台分类
机载SAR 弹载SAR 临近空间SAR 星载SAR
通过天线在距离向的扫描来获得宽测绘带
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1.4 SAR分类
条带SAR
SAR 天线
聚束SAR 扫描SAR
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SAR 天线
SAR 天线
航向
合成测绘带
子测绘带
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1.4 SAR分类
正侧视SAR（Side-looking）
天线波束中心指向与平台运动方向垂直
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1.3 二维高分辨
距离分辨率
距离上，区分两个相邻目标的最小距离
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1.3 二维高分辨
距离高分辨
通过发射大时宽带宽积信号实现
r
c0
2
c 2B
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1.3 二维高分辨
方位分辨率
方位(横向)上，区分同一距离单元内两个相邻目标 的最小距离。
斜视SAR（Squint-looking）
天线波束中心指向与正侧视方向在侧视平面内有 一夹角，称为斜视角
前视SAR（Forward-looking）
距离向与平台飞行方向一致，方位向与平台飞行 方向垂直，这与侧视SAR正好相反。
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2020/5/20
第二讲 SAR回波信号建模
stop and go原理 侧斜视SAR几何模型 SAR回波信号模型 菲涅尔衍射图 SAR回波Matlab仿真实验
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1.1 SAR发展简史
1979年9月，中科院电子所研制的机载合成孔 径雷达原理样机试飞成功，获取了国内第一张合 成孔径雷达图像。
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1.1 SAR发展简史
2007年12月，RADARSAT-2卫星在哈萨克斯坦拜 科努尔基地发射升空，它是一颗搭载C波段传感器 的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署与MDA 公司合作。
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1.1 SAR发展简史
1960年4月，美国在华盛顿机场进行机载合成 孔径成像雷达实验取得成功，诞生了国际上第一 部合成孔径雷达。
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1.1 SAR发展简史
1978年6月，美国从范登堡基地成功发射世界 上第一颗合成孔径雷达卫星—Seasat卫星，开辟 了星载SAR的新纪元，使合成孔径雷达卫星成为 空间对地观测发展的热点。
角分辨率
同一距离上，区分两个相邻目标的最小角度
波束宽度
D
实孔径分辨率
a
R0
R0
D
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2020/5/20
1.3 二维高分辨
多普勒频率
发射信号
s(t)a(t)exp(j2f0t)
雷达到目标的距离
R(t)R0vt
接收的回波 sr(t)s(t )a(t)ex p j2 f0 t2 cR (t)
第三章第1，2节和第四章第1，2，3，7节的内容
保铮，《雷达成像技术》
第五章中5.1，5.2和5.3节的内容
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第一讲 SAR成像基本理论
SAR发展简史 SAR的定义 二维高分辨 SAR分类
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1.1 SAR发展简史
1951年，美国Goodyear Aerospace公司的Carl Wiley首先 提出利用频率分析的方法改善雷达的角分辨率。 ——“多普勒波束锐化”
低轨SAR 中轨SAR 高轨SAR
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1.4 SAR分类
按波束控制分类
条带SAR（Stripmap）
天线波束的照射范围为与平台运动方向平行的 带状区域
聚束SAR（Spotlight）
通过控制天线波束指向，使其沿飞行路径连续 照射同一目标区域
扫描SAR（ScanSAR）
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1.3 二维高分辨
方位高分辨—信号处理
正侧视模式下，目标的斜距史可表示为（二阶泰
勒展开）
R(tn) R02(vtn)2R0(v2tR n)02
对应的多普勒相位为：(tn)
4R(tn)
瞬时多普勒频移： fa(tn)21ddt(ntn)2vR20tn
类比于距离向，方位向也是一个线性调频信号
经正交解调后 多普勒频移为sm(t)a(t)expj4R0vt
f 21ddt(t)2vfd
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1.3 二维高分辨
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位高分辨—定义
有效阵列孔径长度
Ls
aR0
Da
R0
则合成阵列的波束宽度为：
s
2Ls
那么，合成孔径雷达的方位分辨率为：
a
sR0
R0
2Ls
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