对于系统组成,SAR 系统主要由空间段和地面设备组成[7]。星载合成孔径雷达的信号处 理很复杂而且运算量大,所以空间段设备把原始数据传给地面的接收站,一般在地面上进行 成像处理。空间设备包括 SAR 的收发系统和数据传输系统,其中收发系统是相干雷达系统, 可以准确地记录信号的幅度和相位信息;数据传输系统又包括空间部分和地面部分,空间部 分把回波数据以一个特定的格式传给地面部分,地面部分对接收到的数据解调后进行成像和 后续处理。荷兰 DELFT 科技大学于 2001 年到 2004 年开展了一个为期三年的研究计划“SAR:a novel application for FM-CW Radars”,并于 2003 年成功研制出了低成本的轻型调频连续波 SAR 样机[8]。2002 年,德国的 EADS 公司研制出了有效载荷少于 5Kg 的 MISAR 系统,并于 2003 年进行了大量的试验验证。该公司在 2008 年又推出其第二代 Ka 波段 UAV SAR 系统,与第一代系统相比,该系统主要在成像系统进行了优化。2004 年,美国 Brigham Young 大学 研制出小型无人机上使用的卫星 SAR 样机,并在汽车上进行了试验,该调频连续波处于 C 波 段和 X 波段,属于双频多模式系统。在国内,中科院电子所在 2012 年研制出能在 1 公里距 离内以高分辨率覆盖 1 公里条带状地区,同时能在 3km 距离内通过降低分辨率的代价覆盖 3 公里的条带状地区。78929

对于成像算法和成像模式,国内外对于比较成熟的条带模式、聚束模式和 ScanSAR 模式 以及比较新的滑动聚束模式、马赛克模式、TOPS 模式进行了许多研究[9]。国内西安电子科技 大学曾进行滑动聚束模式和 TOPS 模式机载实验,南京航空航天大学于 2005 年进行过机载方 位向扫描。成像算法是 SAR 技术主要的问题之一。截止目前,对于成像算法的研究,国内外 各科研单位陆续建立完善调频连续波 SAR 的回波数据模型用来适应调频连续波的特殊性,并 对如距离多普勒算法(RDA)、距离徙动算法(RMA)、频率尺度变换(FS)算法等传统成像算法 均进行了使用于该模型的修正。2010 年,美国的 Brigham Young 大学提出了一种既适于频率 变标(FS)算法又适于距离多普勒(RD)算法的新型运动补偿算法,并利用该算法解释在调频期 间的运动,同时,通过该算法也能校正由幅度平移所导致的距离漂移。国内,在原有的算法 基础上,国防科技大学于 2007 年提出了实现正侧视和小斜视角情况下距离向处理的 MFS 算 法,用来解决小型平台调频连续波 SAR 常遇到的问题,同时可以克服处理大斜视角回波数据 时距离向存在的频谱混叠问题[10]。论文网

对于回波模拟,自调频连续波 SAR 提出以来,回波数据的处理是各研究单位都致力于研 究的问题。中科院电子所在 2012 年 8 月提出了一种用于滑动聚束模式的调频连续波 SAR 的快 速回波模拟算法[11]。该算法在一定近似条件下在方位向引入了 LFM 信号,有效地解决了对场 景回波信号构造方位向窗函数的问题[12]。2012 年 11 月,该实验室所研制出一种收发分置的 调频连续波 SAR 原始回拨信号模拟器,并公布了收发分置点目标的参考频谱,同年还研制出 一种应用于二维频域的调频连续波 SAR 原始回拨信号的模拟装置。通过在时域对这种原始信 号进行仿真,可以显著减少该算法的计算量。

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