【摘 要】
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分布式MIMO-SAR在对地观测任务中表现出巨大潜力,受到国内外学者的广泛关注,针对分布式MIMO-SAR不同的应用需求进行了广泛研究,在实现高分辨率宽测绘带成像方面取得一系列有价值的研究成果。分布式MIMO-SAR利用多个天线同时发射并接收雷达信号,在接收端实现回波分离,获得比实际天线数目多的等效观测通道,在实现高分辨率宽测绘带成像中有很大优势。分布式MIMO-SAR将MIMO技术应用于SAR系
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分布式MIMO-SAR在对地观测任务中表现出巨大潜力,受到国内外学者的广泛关注,针对分布式MIMO-SAR不同的应用需求进行了广泛研究,在实现高分辨率宽测绘带成像方面取得一系列有价值的研究成果。分布式MIMO-SAR利用多个天线同时发射并接收雷达信号,在接收端实现回波分离,获得比实际天线数目多的等效观测通道,在实现高分辨率宽测绘带成像中有很大优势。分布式MIMO-SAR将MIMO技术应用于SAR系统中,使得SAR系统具备多发多收功能,为解决最小天线面积约束,同时获取大测绘带、高分辨率的SAR图像提供了新思路和新方法,具有重要的理论价值及工程意义。本文针对分布式MIMO-SAR系统参数设计优化,系统解模糊性能分析,阵列误差校正,卫星编队优化设计等内容进行研究。第二章建立理想条件下的分布式MIMO-SAR系统模型,并对SAR回波信号的空时频特性以及分布式MIMO-SAR系统解模糊性能进行分析。通过仿真实验研究分布式MIMO-SAR阵列与等效阵的有效性,阐述了几种常见的SAR解模糊方法,并给出解模糊性能评价指标,并对分布式MIMO-SAR优势进行验证。第三章在第二章建立的分布式MIMO-SAR系统模型基础上,从系统编队设计的角度,研究卫星编队构型对分布式MIMO-SAR系统方位向解模糊性能的影响,仿真分析沿行向卫星编队是实现高分辨率宽测绘带的优选编队构型,由于分布MIMO-SAR空间采样特性对PRF敏感,研究PRF优化选取方法,并提出基于卫星编队与基于改进遗传算法的星间距与PRF联合优化方法,得到解模糊性能最优的一组卫星编队构型参数与PRF参数。第四章建立分布式MIMO-SAR非理想模型。在第三章沿航向编队设计的基础上,根据分布式SAR阵列时变的特点,研究时变编队构型对方位解模糊的影响,编队运行过程中存在线性变化的垂直基线,导致方位向解模糊性能下降。仿真分析幅度和相位误差以及沿航向位置误差对解模糊性能的影响。第五章对幅相误差和线性变化的垂直基线进行估计补偿。利用通道校准和改进正交子空间算法对系统中存在的误差进行估计补偿,提出针对分布式MIMO-SAR线性变化垂直基线补偿方法,并利用SAR数据验证估计补偿算法的有效性,并对分布式MIMO-SAR空间采样对PRF敏感的特性进行验证。
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