【雷达】调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）模拟器附Matlab代码

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🔥 内容介绍

调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）结合了 FMCW 雷达的低功耗、小体积优势和 SAR 的高分辨率成像能力，在无人机遥感、环境监测、精准农业等领域具有广泛应用前景。由于 FMCW SAR 系统的信号处理流程复杂（涉及距离 - 多普勒耦合、运动误差校正等），物理实验成本高、周期长，因此构建一个高精度的模拟器成为系统设计、算法验证和性能评估的关键工具。本文将详细阐述 FMCW SAR 模拟器的设计原理、核心模块及实现方法，为相关研究与工程应用提供参考。

一、FMCW SAR 的基本原理与模拟器核心目标

1.1 FMCW SAR 的信号特性

FMCW 雷达通过发射线性调频连续波（LFM），并将回波与发射信号的延迟版本混频，得到包含目标距离信息的差频信号（拍频信号）。与脉冲 SAR 相比，FMCW SAR 的独特优势在于：

• 无距离模糊：连续波体制避免了脉冲雷达的距离盲区和模糊问题。

• 低峰值功率：峰值功率仅为脉冲雷达的 1/100-1/10，适合小型平台搭载。

• 距离 - 多普勒耦合强：由于信号连续发射，目标的径向运动不仅影响多普勒频率，还会导致距离向调频斜率变化，增加信号处理复杂度。

SAR 的高分辨率通过合成孔径原理实现：雷达平台沿航线运动时，通过信号相干处理将真实天线孔径 “合成” 为等效的大孔径，从而获得方位向高分辨率（分辨率与天线真实孔径尺寸成反比）。

1.2 模拟器的核心目标

FMCW SAR 模拟器需实现以下核心功能：

• 场景建模：精准描述观测区域的地形、目标分布及电磁特性（如反射率、散射系数）。

• 信号生成：模拟 FMCW 雷达的发射信号、目标回波信号及系统噪声。

• 运动误差引入：模拟平台的位置误差（如偏航、俯仰、滚动）和速度误差（如加减速、抖动）。

• 回波处理仿真：模拟混频、滤波、距离压缩、方位压缩等信号处理流程，输出原始回波数据和成像结果。

• 性能评估：通过对比模拟成像结果与真实场景（或理想模型）的差异，评估系统参数（如带宽、积分时间）对分辨率、信噪比的影响。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

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2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类

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2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类

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2.14 PNN脉冲神经网络分类

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