[发明专利]高分辨极化SAR目标图像快速仿真方法

权利要求书

1.高分辨极化SAR目标图像快速仿真方法，包括：

(1)参数设置

设置机载雷达高度h、载机飞行速度v、光线最小照射角度θ_min、方位向分辨率ΔA、距离向分辨率ΔR、雷达所发射电磁波频率ω、目标表面介电常数ε、水平极化方向电磁波幅度E_ih和垂直极化方向电磁波幅度E_iv；

(2)构建由三角面元组合的目标场景3D模型，并将其导入商用软件matlab中，提取该3D模型三角面元顶点的坐标矩阵T，由顶点坐标矩阵T和雷达高度h得到雷达的方位向最大值A_max、最小值A_min，斜距最大值R_max和斜距最小值R_min；

(3)根据(2)得到的参数，计算出雷达方位向采样点数K和距离向的采样点数N；

(4)控制雷达做速度为v的匀速直线运动，在运动过程中不断发出光线，该光线通过雷达照射到目标场景中，组成一个K×N的光线矩阵；

(5)根据(1)中设置的参数，雷达运动过程中在位置P{l,m}的各条光线照射方向r{l,m}，其中l为矩阵中的行数，1≤l≤K，m为矩阵的列数，1≤m≤N；

(6)确定被照射到的三角面元：

(6a)根据(1)和(5)中的参数，计算光线矩阵行数为l、列数为m的光线E_i传播路径上目标面元的个数ζ，并计算雷达与传播路径上各目标面元之间的距离D_i；

(6b)将a个距离从小到大排序，将最小值赋值到距离最小值R，该最小距离所对应的面元即为被照射到的面元，设该面元坐标在顶点坐标矩阵T的第q行，1≤q≤K；

(7)根据三角面元计算如下参数：

(7a)根据三角面元所在行数q，计算面元法向矢量g；

(7b)根据光线照射方向r{l,m}和面元法向矢量g，计算光线和三角面元法向矢量之间的夹角α；

(7c)根据(1)中目标表面介电常数ε和(7b)中光线与面元法向矢量之间的夹角α，计算水平极化的菲涅尔反射系数R₁和垂直极化的菲涅尔反射系数R₂；

(7d)根据(7b)中光线与面元法向矢量之间的夹角α、(7c)中水平极化的菲涅尔反射系数R₁和垂直极化的菲涅尔反射系数R₂，计算面元的单次散射的后向散射矩阵S₁和二次散射的后向散射矩阵S₂；

(7e)根据(6)中光线E_i和(7d)中单次散射的后向散射矩阵S₁，计算面元的单次散射能量E_1s(l,m)；

(7f)根据入射光线E_i和二次散射矩阵S₂，计算面元的二次散射能量E_2s(l,m)；

(8)按步骤(6)-(7)，计算所有K×N条光线的单次散射能量E_1s和二次散射能量E_2s；

(9)将单次散射能量E_1s和二次散射能量E_2s之和作为像素点矩阵E_s，利用商用软件matlab画出高分辨极化SAR图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中计算出雷达方位向采样点数K和距离向的采样点数N，按如下公式进行：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)中计算雷达运动过程中在位置P{l,m}的各条光线照射方向r{l,m}，按如下公式计算：

P{l,m}＝[-h·tan(θ_min),A_max-(l-1)·ΔA,h]，

r{l,m}＝[sin(θ_m),0,-cos(θ_m)]，

其中，θ_m为第m列的光线照射角度，

θ_m-1为第m-1列的光线照射角度，

θ₁为第一列的光线照射角度，θ₁＝θ_min。