合成孔径雷达RD成像算法仿真源码

资 源 简 介

本项目构建了合成孔径雷达（SAR）成像中最为经典的距离-多普勒（Range-Doppler, RD）算法实现环境。该方案旨在解决雷达平台运动过程中产生的数据处理问题，通过将复杂的二维信号处理分解为两个一维处理过程，极大提高了运算效率。项目功能涵盖了雷达原始回波数据的生成模拟、距离向匹配滤波、距离巡回校正（RCMC）以及方位向聚焦压缩。其中，距离走动校正模块采用了高精度的插值算法，能够有效纠正因距离迁移导致的目标轨迹弯曲，确保点目标在成像平面上的精确聚焦。该源码逻辑严密，运算结果准确，不仅能够模拟任意点目标

详 情 说 明

合成孔径雷达 (SAR) 距离-多普勒 (RD) 成像算法仿真项目

项目介绍

本项目提供了一个完整的合成孔径雷达（SAR）距离-多普勒（RD）成像算法的MATLAB仿真实现。RD算法作为SAR成像领域最经典且基础的算法，通过将二维信号处理分解为距离向和方位向两个一维处理步骤，解决了雷达平台运动带来的数据处理复杂性。该仿真环境不仅涵盖了从原始回波生成到最终聚焦成像的全过程，还特别优化了距离巡回校正（RCMC）模块，通过高精度插值确保了成像质量。本资源适用于雷达系统研究人员、信号处理算法工程师以及相关专业的学生进行学习与参考。

功能特性

• 多目标回波模拟：支持多个点目标的参数化设置，能够准确模拟具有不同距离、方位和反射强度的目标。
• 全流程RD处理：实现了完整的距离向压缩、距离巡回校正（RCMC）以及方位向压缩。
• 高精度RCMC校正：内置8点Sinc插值核逻辑，有效解决距离走动导致的轨迹弯曲问题，确保点目标精确聚焦。
• 中间过程可视化：提供从原始回波（实部）、距离压缩结果、RCMC校正（RD域）到最终dB尺度图像的全环节可视化展示。
• 性能评价体系：自动提取中心目标剖面，绘制距离向和方位向的冲激响应函数，方便评估分辨率与旁瓣抑制性能。

逻辑流程与实现细节

1. 参数初始化与场景设置：

系统预设了C波段雷达典型参数，包括5.3GHz中心频率、30MHz带宽、1.2倍过采样率以及150m/s的平台运动速度。场景中配置了三个呈对角分布的点目标，用于验证算法对不同空间位置目标的处理能力。

1. 回波信号模拟：

算法采用双循环结构模拟平台运动。针对每一个方位向采样时刻，计算雷达与各目标的瞬时双程距离，生成带有距离向二次相位（LFM）和方位向多普勒相位的复合信号。同时，模拟了距离向矩形波束包络和方位向Sinc平方天线方向图，确保回波的真实性。

1. 距离向脉冲压缩：

在频域构建匹配滤波器，将原始回波进行距离向FFT，叠加匹配滤波函数后通过IFFT还原到时域。该步骤实现了距离向的能量聚集，获得初步的距离分辨率。

1. 距离巡回校正 (RCMC)：

首先通过方位向FFT将数据转换至距离-多普勒（RD）域。在RD域中，算法计算每一个多普勒频率对应的距离向迁移偏移量。核心校正模块采用了8点Sinc插值算法，通过对相邻采样点进行权重求和，补偿因平台运动引起的距离走动，实现目标轨迹的平直化。

1. 方位向压缩：

基于方位向调频斜率（Ka）构造频域匹配滤波器，在RD域直接对校正后的数据进行方位向匹配处理。最后通过方位向IFFT将信号变换回二维空域。

1. 成像后处理与评估：

最终成像结果通过归一化和dB转化为对数形式显示，并对中心目标进行切片分析，提取其距离向和方位向的精细波形，从而直观验证算法的聚焦效果。

使用方法

1. 环境准备：启动MATLAB开发环境（建议版本R2018b及以上）。
2. 运行仿真：直接运行模拟主程序脚本，程序将自动开始参数计算与回波仿真。
3. 结果查看：程序执行完毕后会弹出两个图形窗口：

* 窗口1展示SAR成像的四个关键阶段图像，观察信号从发散到聚焦的演变过程。 * 窗口2展示点目标的脉冲压缩质量分析。

1. 参数微调：您可以根据实际研究需求，在脚本开头修改雷达带宽、采样率或目标位置参数，研究不同工况对成像质量的影响。

系统要求

• 软件环境：MATLAB 2018b 或更高版本。
• 硬件要求：建议内存8GB以上，以支持大尺寸矩阵的快速FFT运算。
• 所需工具箱：基础MATLAB环境即可运行（无需额外工具箱）。