标签：采样 RDAC Rrd Nrg 距离 airport Vancouver fn 时域
1.程序
1 %% RDA成像仿真
2 clear;close all;clc;
3 %% 得到可以进行后续信号处理的原始数据data（s_echo）
4 % 载入参数
5 load CD_run_params;
6 load data_1; % 分区1的数据
7 s_echo = data_1; % 原始数据记为s_echo，用于后续成像。
8 %% 图1-原始数据
9 figure;
10 subplot(2,2,1);
11 imagesc(real(s_echo));
12 title('（a）实部');
13 xlabel('距离时域（采样点）');
14 ylabel('方位时域（采样点）');
15 text(300,-60,'图1，原始数据'); % 给图1进行文字说明
16
17 subplot(2,2,2);
18 imagesc(imag(s_echo));
19 title('（b）虚部');
20 xlabel('距离时域（采样点）');
21 ylabel('方位时域（采样点）');
22
23 subplot(2,2,3);
24 imagesc(abs(s_echo));
25 title('（c）幅度');
26 xlabel('距离时域（采样点）');
27 ylabel('方位时域（采样点）');
28
29 subplot(2,2,4);
30 imagesc(angle(s_echo));
31 title('（d）相位');
32 xlabel('距离时域（采样点）');
33 ylabel('方位时域（采样点）');
34 %% 图2-原始数据频谱
35 figure;
36 subplot(2,2,1);
37 imagesc(abs(fft(s_echo,[],1)));
38 % imagesc(abs(fft(ifftshift(s_echo,1),[],1)));
39 title('RD 频谱幅度');
40 text(300,-60,'图2，原始数据频谱');
41 subplot(2,2,2);
42 imagesc(angle(fft(s_echo,[],1)));
43 % imagesc(angle(fft(ifftshift(s_echo,1),[],1)));
44 title('RD 频谱相位');
45 subplot(2,2,3);
46 imagesc(abs(fft2(s_echo)));
47 % imagesc(abs(fft2(ifftshift(s_echo,1))));
48 title('二维频谱幅度');
49 subplot(2,2,4);
50 imagesc(angle(fft2(s_echo)));
51 % imagesc(angle(fft2(ifftshift(s_echo,1))));
52 title('二维频谱相位');
53 %% 定义一些参数
54 Kr = -Kr; % 将调频率Kr改成负值
55 BW_range = 30.111e+06; % 脉冲宽度
56 Vr = 7062; % 有效雷达速率
57 Ka = 1733; % 方位调频率
58 fnc = -6900; % 多普勒中心频率
59 Fa = PRF; % 方位向采样率
60 lamda = c/f0; % 波长
61 T_start = 6.5959e-03; % 数据窗开始时间
62
63 Nr = round(Tr*Fr); % 线性调频信号采样点数
64 Nrg = Nrg_cells; % 距离线采样点数
65 Naz = Nrg_lines_blk; % 每一个数据块的距离线数
66
67 NFFT_r = Nrg; % 距离向FFT长度
68 NFFT_a = Naz; % 方位向FFT长度
69 %% 距离（方位）向时间，频率相关定义
70 tr = T_start + ( -Nrg/2 : (Nrg/2-1) )/Fr; % 距离时间轴
71 fr = ( -NFFT_r/2 : NFFT_r/2-1 )*( Fr/NFFT_r ); % 距离频率轴
72 ta = ( -Naz/2: Naz/2-1 )/Fa; % 方位时间轴
73 fa = fnc + fftshift( -NFFT_a/2 : NFFT_a/2-1 )*( Fa/NFFT_a ); % 方位频率轴
74 %% 距离压缩-距离向傅里叶变换
75 S_range = fft(s_echo,NFFT_r,2); % 进行距离向傅里叶变换，零频在两端。
76 %% 图3-距离频域，方位时域，频谱（未距离压缩）
77 figure;
78 subplot(1,2,1);
79 imagesc(real(S_range));
80 title('（a）实部');
81 xlabel('距离频域（采样点）');
82 ylabel('方位时域（采样点）');
83 text(280,-60,'图3，距离频域');
84 text(340,-10,'未压缩');
85
86 subplot(1,2,2);
87 imagesc(abs(S_range));
88 title('（b）幅度');
89 xlabel('距离频域（采样点）');
90 ylabel('方位时域（采样点）');
91 %% 距离压缩-采用方式2-生成距离向匹配滤波器
92 % 时域复制脉冲，末端补零，fft，再取复共轭。
93 t_ref = ( -Nr/2 : (Nr/2-1) )/Fr; % 用来生成距离MF的距离时间轴
94 t_ref_mtx = ones(Naz,1)*t_ref; % 矩阵形式
95 w_ref = kaiser(Nr,2.5); % 距离向，构建Kaiser窗，此为列向量。
96 w_ref = ones(Naz,1)*(w_ref.'); % 构成矩阵形式，每一行都相同的加窗。
97
98 s_ref = exp((1j*pi*Kr).*((t_ref_mtx).^2)); % 复制（发射）脉冲，未加窗 S3.26
99 % s_ref = w_ref.*exp((1j*pi*Kr).*((t_ref_mtx).^2)); % 复制（发射）脉冲，加了窗。
100
101 s_ref = [s_ref,zeros(Naz,Nrg-Nr)]; % 对复制脉冲，后端补零。
102
103 S_ref = fft(s_ref,NFFT_r,2); % 复制脉冲的距离傅里叶变换，零频在两端。
104 H_range = conj(S_ref); % 距离向匹配滤波器，零频在两端。
105 S_range_c = S_range.*H_range; % 匹配滤波器，零频在两端。
106 s_rc = ifft(S_range_c,[],2); % 完成距离压缩，回到二维时域。
107 % s_rc的长度为：Naz*Nrg。未去除弃置区。
108 %% 图4-距离频域，方位时域，频谱（已距离压缩）
109 figure;
110 subplot(1,2,1);
111 imagesc(real(S_range_c));
112 title('（a）实部');
113 xlabel('距离频域（采样点）');
114 ylabel('方位时域（采样点）');
115 text(280,-60,'图4，距离频域'); % 给图3进行文字说明
116 text(340,-10,'已压缩');
117
118 subplot(1,2,2);
119 imagesc(abs(S_range_c));
120 title('（b）幅度');
121 xlabel('距离频域（采样点）');
122 ylabel('方位时域（采样点）');
123 %% 图5-二维时域（完成距离压缩）
124 figure;
125 subplot(1,2,1);
126 imagesc(real(s_rc)); % 这及其以下，都直接使用去除弃置区后的结果
127 title('（a）实部');
128 xlabel('距离时域（采样点）');
129 ylabel('方位时域（采样点）');
130 text(150,-60,'图5，二维时域'); % 给图4进行文字说明
131 text(172,-10,'完成压缩');
132
133 subplot(1,2,2);
134 imagesc(abs(s_rc));
135 title('（b）幅度');
136 xlabel('距离时域（采样点）');
137 ylabel('方位时域（采样点）');
138 %% 变换到二维频域，进行SRC
139 s_rc = s_rc.*exp(-1j*2*pi*fnc.*(ta.'*ones(1,Nrg))); % 数据搬移 零斜视fnc=0
140 S_2df = fft(s_rc,NFFT_a,1); % 方位向傅里叶变换，到距离多普勒域
141 S_2df = fft(S_2df,Nrg,2); % 距离向傅里叶变换，到二维频域
142 % ！！！注意：距离向零频在两端。
143 % ====================================================================
144 % 设置方位频率轴——这是关键点
145 fa = fnc + fftshift(-NFFT_a/2:NFFT_a/2-1)/NFFT_a*Fa; % 方位频率轴如此设置。
146 % =====================================================================
147 D_fn_Vr = sqrt(1-lamda^2.*(fa.').^2./(4*Vr^2)); % 大斜视角下的徙动因子
148 K_src = 2*Vr^2*f0^3.*D_fn_Vr.^3./(c*R0*(fa.').^2); % 列向量
149 K_src_1 = 1./K_src; % 列向量。为了后面能使用矩阵乘法，这里先求倒数
150 H_src = exp(-1j*pi.*K_src_1*(fr.^2)); % 二次距离压缩滤波器。距离向，零频在中间。
151 % 这是矩阵，大小Naz*Nrg
152 H_src = fftshift(H_src,2); % （左右半边互换）距离向，零频在两端。 ！！！这很关键！！！
153
154 S_2df_src = S_2df.*H_src; % 这一步点乘时，要注意两者的距离向频率轴应该对应上，不然会出错！！
155 % 这就是为什么上面的 H_src 要 fftshift 的原因！！
156
157 S_rd = ifft(S_2df_src,[],2); % 完成二次距离压缩（SRC），回到距离多普勒域。
158
159 disp('在二维频域，采取方式2完成SRC，并变换到距离多普勒域');
160 %% 作图
161 figure;
162 imagesc(abs(S_rd));
163 title('完成距离压缩，完成SRC后，距离多普勒域（未RCMC）');
164 %% 变换到距离多普勒域，RCMC
165 % S_rd = fft(s_rc,NFFT_a,1);
166 % fa = fnc + fftshift(-NFFT_a/2:NFFT_a/2-1)/NFFT_a*Fa; % 方位频率轴 [1 NFFT_a] 0频增大至最大正频，突变至最大负频增大至0
167 tr_RCMC = T_start + ( -Nrg/2 : (Nrg/2-1) )/Fr; % 在新的距离线长度下的时间轴 [1 Nrg]
168
169 R0_RCMC = (c/2).*tr_RCMC; % 随距离线变化的R0,用来计算RCM和Ka [1 Nrg]
170 delta_Rrd_fn = lamda^2.*((fa.').^2)*(R0_RCMC)/(8*Vr^2); %需要校正的RCM，各行缓慢增大，各列由0先增大再减小至0，式6.11 [NFFT_a 1]*[1 Nrg]=[NFFT_a Nrg]
171 % delta_Rrd_fn = ((1-D_fn_Vr)./D_fn_Vr)*R0_RCMC; % 大斜视角下的RCM
172
173 num_range = c/(2*Fr); % 一个距离采样单元对应的长度
174 delta_Rrd_fn_num = delta_Rrd_fn./num_range; % 需要校正的RCM：各个方位频率下的RCM对应的距离采样单元数 [NFFT_a Nrg]
175
176 R = 8; % sinc插值核长度
177 S_rd_rcmc = zeros(NFFT_a,Nrg); % 用来存放RCMC后的值
178 for p = 1 : NFFT_a
179 for q = 1 : Nrg % 此时距离向的长度是 (Nrg-Nr+1)=Nrg
180 delta_Rrd_fn_p = delta_Rrd_fn_num(p,q);
181 Rrd_fn_p = q + delta_Rrd_fn_p; %各方位频率、时域点的采样对应的距离单元数
182 Rrd_fn_p_zheng = ceil(Rrd_fn_p); % ceil，向上取整
183 ii = ( Rrd_fn_p-(Rrd_fn_p_zheng-R/2):-1:Rrd_fn_p-(Rrd_fn_p_zheng+R/2-1) );
184 rcmc_sinc = sinc(ii); %式2.59
185 rcmc_sinc = rcmc_sinc/sum(rcmc_sinc); % 插值核的归一化
186 % ii 是sinc插值过程的变量;
187 % g(x)=sum(h(ii)*g_d(x-ii)) = sum(h(ii)*g_d(ll));
188
189 % 由于S_rd只有整数点取值，且范围有限。因此插值中要考虑它的取值溢出边界问题。
190 % 这里我采取循环移位的思想，用来解决取值溢出问题。
191 if (Rrd_fn_p_zheng-R/2) >Nrg % 全右溢
192 ll = (Rrd_fn_p_zheng-R/2-Nrg:1:Rrd_fn_p_zheng+R/2-1-Nrg);
193 else
194 if (Rrd_fn_p_zheng+R/2-1) > Nrg % 部分右溢
195 ll_1 = (Rrd_fn_p_zheng-R/2:1:Nrg);
196 ll_2 = (1:1:Rrd_fn_p_zheng+R/2-1-Nrg);
197 ll = [ll_1,ll_2];
198 else
199 if (Rrd_fn_p_zheng+R/2-1) < 1 % 全左溢（不可能发生，但还是要考虑）
200 ll = (Rrd_fn_p_zheng-R/2+Nrg:1:Rrd_fn_p_zheng+R/2-1+Nrg);
201 else
202 if (Rrd_fn_p_zheng-R/2) < 1 % 部分左溢
203 ll_1 = (Rrd_fn_p_zheng-R/2+Nrg:1:Nrg);
204 ll_2 = (1:1:Rrd_fn_p_zheng+R/2-1);
205 ll = [ll_1,ll_2];
206 else
207 ll = (Rrd_fn_p_zheng-R/2:1:Rrd_fn_p_zheng+R/2-1);
208 end
209 end
210 end
211 end
212 rcmc_S_rd = S_rd(p,ll);
213 S_rd_rcmc(p,q) = sum( rcmc_sinc.*rcmc_S_rd );
214 end
215 end
216 % S_rd_rcmc 就是RCMC后的距离多普勒域频谱。
217 %% 图6——距离多普勒域（未RCMC）
218 figure;
219 subplot(1,2,1);
220 imagesc(real(S_rd));
221 title('（a）实部');
222 xlabel('距离时域（采样点）');
223 ylabel('方位频域（采样点）');
224 text(150,-60,'图6，距离多普勒域');
225 text(172,-10,'未RCMC');
226 subplot(1,2,2);
227 imagesc(abs(S_rd));
228 title('（b）幅度');
229 xlabel('距离时域（采样点）');
230 ylabel('方位频域（采样点）');
231 %% 图7——距离多普勒域，RCMC后的结果
232 figure;
233 subplot(1,2,1);
234 imagesc(real(S_rd_rcmc));
235 title('（a）实部');
236 xlabel('距离时域（采样点）');
237 ylabel('方位频域（采样点）');
238 text(150,-60,'图7，距离多普勒域');
239 text(172,-10,'已RCMC');
240
241 subplot(1,2,2);
242 imagesc(abs(S_rd_rcmc));
243 title('（b）幅度');
244 xlabel('距离时域（采样点）');
245 ylabel('方位频域（采样点）');
246 %% 方位压缩
247 % D_fn_Vr = sqrt(1-lamda^2.*(fa.').^2./(4*Vr^2));
248 Haz = exp(1j*4*pi.*(D_fn_Vr*R0_RCMC).*f0./c); % 改进的方位向MF
249 S_rd_c = S_rd_rcmc.*Haz; % 乘以匹配滤波器
250 s_ac = ifft(S_rd_c,[],1); % 完成方位压缩，变到图像域。结束。
251 %% 图8——成像结果
252 sout = (s_ac);
253 sout = abs(sout)/max(max(abs(sout)));
254 G = 20*log10(sout+eps); % db显示
255 clim = [-55,0]; % 动态显示范围
256 figure;
257 imagesc(((0:Nrg-1)+first_rg_cell)/Fr*c/2+R0,((0:Naz-1)+first_rg_line)/Fa*Vr,G,clim);
258 axis xy;
259 title('RADARSAT-1数据，使用RD算法，成像结果')
260 xlabel('Range(m)')
261 ylabel('Azimuth(m)')
262 % colormap(gray);
2..文件
3.结果
标签：采样,RDAC,Rrd,Nrg,距离,airport,Vancouver,fn,时域 来源： https://www.cnblogs.com/heheda-jl/p/13542874.html
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