宽测绘带星载环视扫描SAR成像方案研究*

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(1.南京航空航天大学电子信息工程学院， 江苏南京 211106；2.南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室， 江苏南京 211106)

0 引言

环视扫描合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种能够实现广域观测的新模式SAR。不同于条带、聚束等经典模式只能获得沿航迹一侧的场景信息，环视扫描SAR的天线以地面垂线为轴线作360°圆锥扫描，能对飞行航迹下方的环状区域进行高效观测。这种模式虽然增加了雷达的可观测范围，却仍然受到传统SAR系统的最小天线面积约束，即高分辨率和宽测绘带的指标不能同时满足，由于星载SAR的轨道高、飞行速度快，这一问题较之机载SAR更为突出。

宽测绘带一直是SAR技术的重要研究方向，采用经典的条带工作模式很难达到测绘应用中带宽几百公里的要求，对此需要研究出新的扫描模式或工作体制。其中多通道技术在高分辨率宽测绘带雷达上得到了广泛应用，文献[1]提出采用方位多波束解多普勒模糊实现了宽测绘带；文献[2]提出了多维波形编码与数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)技术相结合的方法；文献[3]提出了一种方位向多波束和距离向多层扫描结合的新型工作模式(MAB-ScanSAR)，还有一些学者也提供了类似的解决方案[4-6]，基本思想都是基于DBF技术的多发多收模式，虽然有效，但缺点是对系统要求高且信号处理过程复杂。而单发单收体制雷达中扫描模式SAR(ScanSAR)[7]仍然是实现宽测绘带最经典而高效的方法，在这种工作模式下，雷达平台沿航迹飞行时，对距离向上的多个子带进行周期性扫描，使得测绘带宽实现了相对于条带模式几倍的扩展，但同时也要付出牺牲方位向分辨率的代价。……