新体制星载合成孔径雷达技术研究

摘要

星载雷达具备全天候、全天时工作、大范围覆盖（甚至于全球覆盖）、连续监视任何感兴趣热点地区和具有较强的抗摧毁等能力。随着高分辨率SAR技术的发展，星载SAR逐渐成为研究的热点，在星载SAR系统中，高分辨率和宽测绘带一直是人们所追求的目标。随着分辨率的提高，我们可以获得更多的目标信息，从而大大提高目标识别的能力。星载雷达的研究对成像遥感技术的飞跃发展具有重要的意义和应用前景。
　　 本文对星载SAR的几个新工作模式进行了详细研究。主要工作概括如下:(1)根据用户的需求和战术指标来确定星载SAR的总体技术指标及其关键技术，给出星载SAR系统任务分析和系统设计流程图，卫星轨道选择和相应技术指标的计算公式。(2)详细介绍了滑动聚束模式的工作原理，分析了滑动聚束模式的相关系统指标，特别是天线方位扫描角，给出了该模式的实现方式，对方位多普勒解模糊、天线方位扫描角的要求、方位点目标驻留时间、转动中心位置的确定进行仿真分析，给出了相应的仿真结果。(3)对星载TOPSAR工作模式进行了深入研究，特别是天线的自主转动大大加速了天线波束的地面移动速度。利用天线方位多通道，采用TOPSAR方式，实现了方位高分辨率;对天线的方位扫描角、天线方位扫描角速度等指标进行了详细分析和仿真，提出方位多通道TOPSAR波位预估方法。(4)介绍了国外高分辨率星载SAR系统现状和发展趋势，给出了实现高分辨率宽测绘带星载SAR的技术途径，星载DBFSAR系统的初步方案和波位预估。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 概述

1．2 星载SAR的发展与现状

1．3 论文研究背景

1．4 本文的研究内容

1．5 本章小结

2 星载SAR系统参数分析

2．1 卫星轨道选择和分析

2．1．1 轨道参数

2．1．2 卫星位置和速度

2．2 高分辨率星载SAR体制和工作模式选择

2．3 天线尺寸的选择

2．4 星载SAR关键技术指标

2．4．1 分辨率和测绘带宽

2．4．2 噪声等效后向散射系数

2．4．3 回波信号的数据率

2．4．4 SAR图像质量评价指标

2．5 本文的主要工作模式及指标

2．6 本章小结

3 滑动聚束成像模式

3．1 滑动聚束的工作原理

3．2 滑动聚束模式回波信号特点及成像方法

3．3 星载SAR滑动模式雷达方程

3．4 滑动聚束模式仿真

3．4．1 方位解多普勒模糊

3．4．2 对天线方位扫描能力要求

3．4．3 卫星到转动中心的距离

3．4．4 驻留时间

3．4．5 方位波束指向切换

3．5 本章小结

4 TOPSAR成像模式

4．1 TOPSAR成像模式概述

4．2 TOPSAR工作原理

4．2．1 天线方位扫描能力需求

4．2．2 方位分辨率

4．2．3 方位测绘带宽

4．2．4 方位点目标驻留时间

4．3 TOPSAR成像算法

4．4 TOPSAR工作模式仿真

4．5 本章小结

5 下一代星载SAR——宽测绘带星载SAR系统

5．1 宽测绘带星载SAR系统概述

5．2 国外宽带DBF SAR发展情况

5．3 宽带DBF SAR系统初步设计

5．3．1 系统指标

5．3．2 DBF网络初步考虑

5．3．3 波位预估

5．4 本章小结

6 结论

攻读学位期间获奖和发表的论文情况

参考文献

致谢