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宽覆盖测绘是现代星载合成孔径雷达重要研究方向之一,也是目前天基微波遥感领域的研究热点。传统Burst成像模式(ScanSAR和TOPS SAR)通过牺牲方位向分辨率来获得较大的成像幅宽,而多波束技术、MIMO技术通过增加空间采样信息克服了方位向分辨率与距离测绘幅宽之间矛盾,可获得高分辨宽覆盖测绘能力。但是,宽覆盖测绘相关成像模式在运动目标成像、距离模糊抑制、多脉冲回波分离等方面依然存在技术难点,有待改进和优化。本论文选题来源于国家自然科学基金项目“捷变PRF高分辨宽覆盖星载SAR信号处理技术”(项目编号:61401431)和“基于认知与极化信号处理的功放节能研究”(项目编号:61271177)。本文主要针对宽覆盖星载合成孔径雷达成像模式中部分信号处理难点,开展了系统和深入的研究。主要工作和成果如下:1.深入研究了宽覆盖星载单波束TOPS SAR模式下运动目标回波信号特征,分析了采用传统TOPS成像处理方法导致运动目标成像质量下降的原因,并根据TOPS模式下运动目标回波信号模型,提出一种适用于单波束TOPS SAR模式的运动目标成像方法,并通过计算机仿真实验来验证提出方法的有效性。2.深入研究了宽覆盖星载方位多波束SAR成像信号处理特征,分析了采用交替发射同载频正负调频信号的方位多波束ScanSAR模式回波信号模型,提出了该模式成像处理方法,并利用计算机仿真验证相关方法的正确性。通过对点目标和分布目标的仿真实验分析了方位多波束ScanSAR宽覆盖模式下交替发射同载频正负调频信号抑制距离模糊的效果。同时,深入研究了宽覆盖星载方位多波束滑动聚束和TOPS SAR模式,通过分析这两种模式信号的多普勒特征,提出了基于“子孔径”分块处理和“全孔径”多通道重建的两种成像处理方法,并通过计算机仿真实验验证了相关成像方法的有效性。3.深入研究了距离向数字波束形成DBF技术在宽覆盖星载SAR系统中的应用,分析了距离向DBF技术在某些同一脉冲重复周期内发射多个雷达脉冲信号成像模式中的应用方法,提出了一种新的基于零陷指向的多脉冲回波信号分离方法的改进方法,并通过计算机仿真实验验证了方法的有效性。4.深入研究了宽覆盖空域正交MIMO-SAR成像模式工作原理,并通过分析该模式回波信号特征,提出了一种适合于该模式的成像处理方法。该处理方法的核心包含两项:基于零陷指向回波分离DBF技术的空域正交回波信号的星上快速分离和基于方位向多通道信号重建算法的MIMO体制方位非均匀信号的重建。最后,通过计算机仿真实验验证了该方法的正确性。