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1、總第205期2011年第7期艦船電子工程ShipElectromcEngineeringV01．31No．7102艦船目標(biāo)SAR圖像仿真方法研究+張顯峰楊露菁張偉(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院武漢430033)摘要文章在分析合成孔徑雷達(dá)(SAR)仿真成像原理上，利用MultigenCreator實(shí)現(xiàn)艦船三維模型的建立，通過(guò)Ve-ga軟件的參數(shù)設(shè)置。得到艦船目標(biāo)的sAR仿真圖像。同時(shí)，應(yīng)用圖形電磁計(jì)算方法獲得艦船目標(biāo)的雷達(dá)散射截面，通過(guò)投影變換，獲得艦船目標(biāo)的SAR仿真圖像。最后，根據(jù)得到的仿真圖像，對(duì)兩種方法進(jìn)行比較。關(guān)鍵詞合成孔徑雷達(dá)；MultigenVega
2、；圖形電磁計(jì)算方法；圖像仿真中圖分類號(hào)TN95ResearchonSARImageSimulationofVesselTargetszhangxianfengYangLujingZhangwei(InfomationandElectricC0llege，NavalUnjv．ofEngineering，Wuhan430033)AbstmctThepaperdiscussestwomethodsofmvalship’s&氣RimagesimulationbasedontheaIlalysisofSAR’si瑚一百ngsimulationprincipl已onem
3、ethodemphasizesonthecourSeofnavalship’smodelingwithMultigenCreator，andgetsna—valship’sSARsimulationirmge誦thdifferentparameter．TheotherusesGRDC0toobtainR(恣ofnavalship，andgetsm—valship’sSARsimulationimagebytransfonningprojectionAtlast，thepapercomparesthetwomethodsaccordingtotheSAR’si
4、magingsimulatio兒KeyWordsSAR，MultigenVega，GREl00，imagesimulationCI粕洛N_耵1b盯TN951引言2SAR成像仿真原理合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種高分辨率成像傳感器，具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離、大范圍、多參數(shù)探測(cè)、可穿透一定覆蓋物等特點(diǎn)，在軍事和民用領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用。由于SAR實(shí)際得到的圖像數(shù)據(jù)有限，無(wú)法滿足實(shí)際需求，從而促進(jìn)了SAR圖像仿真技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)SAR圖像仿真試驗(yàn)，可為實(shí)際SAR系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也可為SAR圖像識(shí)別等后續(xù)處理提供圖像素材。本文根據(jù)SAR圖像特征，分別介紹了
5、通過(guò)圖形電磁計(jì)算方法和Vega軟件實(shí)現(xiàn)艦船目標(biāo)SAR圖像仿真的兩種方法，并依據(jù)得到的仿真圖像，對(duì)兩種方法進(jìn)行了比較。SAR成像是一個(gè)回波信號(hào)處理的過(guò)程，即從機(jī)載或星載合成孔徑雷達(dá)發(fā)射天線發(fā)射出去的電磁波，經(jīng)目標(biāo)散射后回到合成孔徑雷達(dá)接收天線后進(jìn)行相應(yīng)的處理，運(yùn)用相應(yīng)的成像算法生成圖像。可見(jiàn)，回波信號(hào)是決定成像效果的基礎(chǔ)，而決定回波信號(hào)的重要因素是雷達(dá)散射截面(RcS)L1I，所以開展SAR圖像仿真，必須要確定目標(biāo)區(qū)域的RCS值，而目標(biāo)區(qū)域的RCS受到入射波長(zhǎng)、入射角度、目標(biāo)物理特性形狀和極化方向等因素的影響[2]。本文介紹的兩種實(shí)現(xiàn)方法對(duì)成像過(guò)程進(jìn)行了必要的
6、簡(jiǎn)化，從而避免了復(fù)雜的電磁計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)仿真?！な崭迦掌冢?011年1月16日，修回日期：2011年2月23日作者簡(jiǎn)介：張顯峰．男．講師，研究方向：圖像仿真。楊露菁，女，博士研究生，副教授，研究方向：模式識(shí)別。張偉，男，助教．研究方向：數(shù)據(jù)融合。2011年第7期艦船電子一【程1033應(yīng)用Vega實(shí)現(xiàn)圖像仿真MultigenVega是一套專業(yè)視景仿真軟件，具有友好的圖形用戶界面I。ynx、完整的C語(yǔ)言應(yīng)用程序接口API、豐富的相關(guān)使用庫(kù)函數(shù)和一批可選的功能模塊[3]。本文利用Vega中的一個(gè)可選模塊RadarWorks，通過(guò)紋理材料圖生成器(TMM)產(chǎn)生目標(biāo)
7、材料紋理，得到目標(biāo)區(qū)域的RCS，并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)艦船在條帶式工作模式下的仿真圖像。SAR圖像仿真主要通過(guò)MultigenCreator建模、紋理材料映射、Vega各模塊設(shè)置和SAR圖像模擬等四個(gè)步驟完成n]，具體流程如圖1所示?！?1里!．墮仝r蕊曇薷繇稚l極化方繁息方位等特征l鼗簧季瓦、Creatoo建模Lynx中基本模塊和Radarworks模塊的圖形界面修正RCSTMM紋理1．1材料屬性ll顯示模材料生成器I。l數(shù)據(jù)庫(kù)Il圖像圖lSAR圖像仿真流程3．1MultigenCreator建模在設(shè)計(jì)艦船模型時(shí)，將艦船目標(biāo)劃分為分段模塊、次模
8、塊、組件、零部件等，運(yùn)用積木式模塊化建模思想[5]，
