宽带相控阵天线孔径对SAR 成像影响研究

王 文，张 俊

（西安电子工程研究所，陕西西安 710100）

0 引言

现代战场环境对于雷达的功能提出了更高要求，需要其既能搜索、跟踪目标，又能进行合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像。SAR 成像作为一种微波的主动遥感手段，具有获取地表图像的能力，自20 世纪50 年代被提出以来，便受到雷达和遥感领域专家的广泛关注并取得快速发展［1-4］。它是一种新型的雷达体制［5］，合成孔径雷达作为一种高分辨率雷达，原理是通过发射大带宽的脉冲信号获得高的距离分辨率，利用载机运动形成的合成孔径提高横向分辨率，得到目标的二维图像［6］。

传统雷达天线多采用抛物面天线，随着电控移相器、开关和收发组件的出现及发展，相控阵天线渐渐取代了抛物面天线［7-8］。相控阵天线的孔径由大量相同阵元（例如裂缝、偶极子或贴片）组成，每个阵元可实现相位和幅度的独立控制。其具有波束指向灵活、目标容量大、系统可靠性高、对复杂目标环境适应能力强等优势［9-10］。它满足了现代雷达对于多功能的需求，成为现代雷达发展趋势［11］。

SAR 成像是现代雷达最重要的功能之一，在相控阵天线上实现SAR 成像功能成为重要研究课题［12］。天线形式的改变会对合成孔径雷达成像算法造成影响，当成像分辨率较低时，这种影响不是很明显。但随着雷达技术的发展，为实现距离向的高分辨率，常采用上百兆赫兹带宽的线性调频信号，如TecSAR 卫星的最大信号带宽大于200MHz［13］。合成孔径雷达成像算法对于回波信号的建模往往忽略了天线的孔径，将其看作一个点，算法在该模型基础上可以进行很好的成像，但是对于相控阵天线而言，这种信号模型的描述则不准确。……