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星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是七十年代中后期发展起来,近年来得到广泛应用的先进技术。SAR作为遥感器,由于能够全天时、全天候成像,而且SAR图像具有极高的分辨率,使得SAR技术受到世界各国的重视,在民用和军事领域获得广泛应用。
本文的研究基于课题“小型微波合成孔径雷达总体技术研究”。研究的主要内容包括:卫星姿态对星载SAR多普勒性质的影响和星载SAR系统设计两个方面的内容。
本文首先简要说明了课题的背景,回顾了国外和国内SAR特别是星载SAR的发展情况,预测了SAR未来的发展趋势;并简要阐述了合成孔径技术原理,阐明了SAR提高方位分辨率的孔径合成技术方法,从信号与系统的角度阐述了SAR成像的原理。
其次,从卫星轨道动力学出发,运用开普勒定律和牛顿定律,对卫星轨道进行了简要分析,依据SAR成像的特点,结合卫星运动的速度和加速度特性,推导了圆轨道和椭圆轨道模型下估算星载SAR多普勒参数的表达式,考虑到卫星轨道、姿态变化对SAR成像的影响,详细分析了轨道变化、姿态扰动对SAR多普勒性质的影响,说明了星载条件下,高精度成像的应用条件,仿真分析验证了理论分析的正确性。再次,阐述了星载SAR系统的一些重要技战术指标,在对星载SAR信号时序进行详细研究的基础上,讨论了星载SAR系统设计中的模糊性问题,得出了模糊性设计约束条件。并对星载SAR系统及其波位设计有重要意义的“斑马图”进行了研究,以星载SAR系统特性为基础,应用MATLAB语言在MATLAB7.0平台上编写了“星载SAR系统设计工具”软件,该软件采用图形用户界面(Graphic LJser Interrace,缩写:GUI),通过人机交互实现星载SAR系统的设计。以RadarSat-1参数为基础,用该软件进行了仿真设计,得到了较好的设计结果,验证了该软件的合理性。
最后,总结全文的内容,并就需要进一步深入研究的方向提出了建议。