星载高分宽幅Staggered SAR成像技术研究进展

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作者 齐欣 张云 +2 位作者 刘子滔 马欣悦 姜义成 《现代雷达》 北大核心 2025年第2期1-20,共20页

星载合成孔径雷达(SAR)的未来发展趋势之一是具备高分辨率与宽测绘带成像能力,但受到最小天线面积约束的限制,高分辨率与宽测绘带之间存在着矛盾。为解决这一矛盾,多种先进的高分辨率、宽测绘带SAR工作体制被陆续提出。其中,Staggered ... 星载合成孔径雷达(SAR)的未来发展趋势之一是具备高分辨率与宽测绘带成像能力,但受到最小天线面积约束的限制,高分辨率与宽测绘带之间存在着矛盾。为解决这一矛盾,多种先进的高分辨率、宽测绘带SAR工作体制被陆续提出。其中,Staggered SAR将距离多波束技术与变脉冲重频(PRF)技术相结合,成为新一代SAR体制国内外学者关注的热点。距离多波束技术通过宽幅照射以及距离维多通道接收回波,实现了高分辨率和宽测绘带成像;PRF技术利用变化的脉冲重复间隔(PRI)持续改变盲区的位置,克服恒定PRI导致的子测绘带之间的固定距离盲区,实现了宽幅连续成像。文中基于星载高分宽幅Staggered SAR体制,对成像模式、关键技术、衍生模式进行了论述分析,并对未来发展趋势加以展望。 展开更多

关键词 高分宽幅 Staggered合成孔径雷达 变脉冲重复间隔序列 多通道 合成孔径雷达成像

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MIMO-SAR技术发展概况及应用浅析 被引量：18

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作者 周伟 刘永祥 +1 位作者 黎湘 凌永顺 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2014年第1期10-18,共9页

多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)是近年来提出并备受关注的一种新型雷达成像模式,通过多天线同时发射、多天线同时接收的工作方式能够获得远多于实际天线数目的等效观测通道,为解决常规SAR面临的方位向高分辨率与宽测绘带指标相互矛盾... 多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)是近年来提出并备受关注的一种新型雷达成像模式,通过多天线同时发射、多天线同时接收的工作方式能够获得远多于实际天线数目的等效观测通道,为解决常规SAR面临的方位向高分辨率与宽测绘带指标相互矛盾、弱小慢速运动目标难以检测等难题提供了更为有效的技术途径。该文围绕MIMO-SAR成像技术及其应用展开论述,从距离分辨率增强、3维下视成像、高分辨率宽测绘带成像以及动目标检测等方面综述了MIMO-SAR的研究状况,分析了系统的体制优势和不足,进而归纳了MIMO-SAR研究中的若干关键技术问题,最后对其应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 MIMO雷达 高分辨率宽测绘带(HRwS)成像 运动目标检测(GMTI)

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基于方位向多波束-多相位中心的星载SAR多维波形编码技术研究 被引量：2

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作者 曾祥能 刘宪勋 +1 位作者 白洁 张永顺 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1863-1868,共6页

通过方位向多波束与多相位中心结合,采用方位向-快时间二维波形编码发射技术获得了星载SAR系统高分辨-宽测绘带成像的优良性能.所提方案在发射端的方位向采用脉内扫描形成多个方位窄波束,以减小子多普勒带宽,距离向通过波束展宽获得宽... 通过方位向多波束与多相位中心结合,采用方位向-快时间二维波形编码发射技术获得了星载SAR系统高分辨-宽测绘带成像的优良性能.所提方案在发射端的方位向采用脉内扫描形成多个方位窄波束,以减小子多普勒带宽,距离向通过波束展宽获得宽测绘带;在接收端沿距离-方位向形成多个等效相位中心,通过俯仰DBF技术分离各子波束回波信号来抑制距离模糊,方位向通过谱重构方法解方位多普勒模糊,并通过多个子多普勒谱拼接获得方位高分辨.文中研究了本系统的主要系统参数典型设计及性能优势.仿真结果表明,该系统能有效的完成高分辨-宽测绘带任务,相对已有的其它星载SAR系统,系统性能优势明显,系统结构更加轻便灵活. 展开更多

关键词 星载合成孔径雷达 多波束 多相位中心 多维波形编码 高分辨宽测绘带成像

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脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像 被引量：3

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作者 武其松 邢孟道 +1 位作者 刘保昌 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期676-682,699,共8页

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像.建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的... 针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像.建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论.针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响.脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率;同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像.仿真实验结果验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR) 聚束SAR 高方位分辨率 宽测绘带成像 脉内扫描

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用于高分辨率宽测绘带SAR系统的SAR/GMTI处理方法研究 被引量：7

5

作者 邢孟道 孙光才 李学仕 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第4期375-385,共11页

随着科技的不断发展,高分辨宽测绘(High-Resolution and Wide-Swath,HRWS)SAR成像已经越来越受到人们的关注,具有地面动目标指示(Ground Moving Target Indication,GMTI)功能的SAR成像系统因其具有对静止场景进行高分辨成像和动目标检... 随着科技的不断发展,高分辨宽测绘(High-Resolution and Wide-Swath,HRWS)SAR成像已经越来越受到人们的关注,具有地面动目标指示(Ground Moving Target Indication,GMTI)功能的SAR成像系统因其具有对静止场景进行高分辨成像和动目标检测能力在很多军用和民用领域受到广泛运用。具有HR,WS成像能力的沿方位多通道SAR系统,其可以有效地解决高分辨和低脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)的矛盾,该矛盾在HRWS成像处理过程中经常遇到。由于方位空域自由度可以用来进行杂波抑制,因此多通道构型具有提供GMTI潜能。该文提出一种新的杂波抑制和动目标的成像方法,使得在低PRF的HRWS系统进行SAR成像的同时可以完成动目标的检测与成像处理,而不需要单独的高PRF系统操作模式。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 高分辨宽测绘 动目标检测 动目标成像 同时

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基于Alamouti编码的MIMO-SAR高信噪比高分辨宽测绘带成像 被引量：2

6

作者 曾祥能 白洁 +1 位作者 郝明磊 张永顺 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1186-1193,共8页

提出了一种基于Alamouti空时编码的方位-慢时间波形编码方案.系统沿方位向分两个子孔径按Alamouti编码矩阵对正交波形作脉间编码发射,接收端全阵列分子孔径接收,通过对回波信号作方位多普勒解模糊,再解码处理Alamouti编码组内相邻两个... 提出了一种基于Alamouti空时编码的方位-慢时间波形编码方案.系统沿方位向分两个子孔径按Alamouti编码矩阵对正交波形作脉间编码发射,接收端全阵列分子孔径接收,通过对回波信号作方位多普勒解模糊,再解码处理Alamouti编码组内相邻两个脉冲重复间隔(PRI)的回波信号,实现了正交子波形的彻底分离,改善了回波信号的信噪比,可实现高信噪比下高分辨宽测绘带成像.系统结构简单,孔径资源利用率高,且具有同时多模式工作潜力.仿真分析验证了系统信号处理方法的正确性. 展开更多

关键词 Alamouti空时编码 信噪比 高分辨宽测绘带成像

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二维脉内扫描高信噪比高分辨大测绘带成像 被引量：1

7

作者 张佳佳 周芳 +2 位作者 孙光才 邢孟道 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期6-12,150,共8页

为了解决合成孔径雷达信号的信噪比会随着测绘场景的增大和分辨率的提高而降低这个问题,提出了一种新的基于俯仰-方位二维脉内扫描的高信噪比高分辨大测绘带合成孔径雷达成像模式.在发射端利用面阵全孔径,以较低的脉冲重复频率发射俯仰... 为了解决合成孔径雷达信号的信噪比会随着测绘场景的增大和分辨率的提高而降低这个问题,提出了一种新的基于俯仰-方位二维脉内扫描的高信噪比高分辨大测绘带合成孔径雷达成像模式.在发射端利用面阵全孔径,以较低的脉冲重复频率发射俯仰-方位二维窄波束,并进行脉内二维扫描;在接收端全孔径接收,并进行二维数字波束形成,消除低脉冲重复频率带来的多普勒模糊以及俯仰维脉内扫描带来的距离模糊,最终实现高信噪比高分辨大测绘带成像.仿真实验表明,该成像模式可以显著提高高分辨大测绘带成像系统的信噪比. 展开更多

关键词 合成孔径雷达 高分辨大测绘带成像 高信噪比 数字波束形成 脉内扫描

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波形分集阵列新体制雷达研究进展与展望 被引量：15

8

作者 朱圣棋 余昆 +2 位作者 许京伟 兰岚 李西敏 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第6期795-810,共16页

传统雷达存在主瓣欺骗式干扰难抑制、距离模糊杂波难分离等问题。一方面,由于增加了发射维自由度,波形分集阵列新体制的提出改变了雷达获取信息的方式。另一方面,通过灵活的系统设计和信号处理方法,增强了信息提取能力,在抗干扰、检测... 传统雷达存在主瓣欺骗式干扰难抑制、距离模糊杂波难分离等问题。一方面,由于增加了发射维自由度,波形分集阵列新体制的提出改变了雷达获取信息的方式。另一方面,通过灵活的系统设计和信号处理方法,增强了信息提取能力,在抗干扰、检测等方面比传统相控阵、MIMO雷达有明显的性能提升。该文总结了波形分集阵列雷达的国内外最新研究进展,分别从频率、时间和相位调制方式给出阵列分集体制的基本概念,并对波形分集阵列雷达的研究趋势进行了梳理。在现有基础理论和关键技术研究的基础上,验证波形分集阵列在提供目标新信息、增加系统额外可控自由度方面的优势,提升了新体制雷达的多维探测能力。 展开更多

关键词 波形分集阵列 发射维自由度 频率分集阵列 时间分集阵列 阵元脉冲编码阵列 抗主瓣欺骗干扰 距离模糊杂波 高分宽幅成像

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星载高分宽幅SAR技术发展趋势分析 被引量：9

9

作者 张润宁 王旭莹 王志斌 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期1-9,共9页

分辨率和测绘带是星载合成孔径雷达(SAR)技术的两个重要指标,传统星载SAR由于最小天线面积的限制,不能同时实现方位向高分辨率和距离向宽测绘带。文章分析了星载SAR在同时实现高分和宽幅成像方面的固有约束以及传统SAR体制的局限性,分... 分辨率和测绘带是星载合成孔径雷达(SAR)技术的两个重要指标,传统星载SAR由于最小天线面积的限制,不能同时实现方位向高分辨率和距离向宽测绘带。文章分析了星载SAR在同时实现高分和宽幅成像方面的固有约束以及传统SAR体制的局限性,分析比较了实现高分宽幅的新体制的技术特点、系统代价以及涉及的关键技术,从卫星总体角度分析了高分宽幅成像对卫星平台能源、数传等支撑能力的需求,并对未来高分宽幅SAR技术体制的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 星载SAR 高分辨率宽测绘带SAR成像 数字波束形成

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中轨SAR系统设计及关键技术研究 被引量：1

10

作者 谈璐璐 盛磊 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第2期148-152,158,共6页

中轨SAR(MeoSAR)作为低轨SAR(LeoSAR)和高轨SAR(GeoSAR)的折中,具有观测范围广、时间分辨率高的特点,是极具应用前景的新型SAR系统。根据中轨SAR的系统特点及优势,对中轨SAR系统设计中的成像体制选择、工作参数选择、成像模式设计等进... 中轨SAR(MeoSAR)作为低轨SAR(LeoSAR)和高轨SAR(GeoSAR)的折中,具有观测范围广、时间分辨率高的特点,是极具应用前景的新型SAR系统。根据中轨SAR的系统特点及优势,对中轨SAR系统设计中的成像体制选择、工作参数选择、成像模式设计等进行了论述。针对中轨SAR系统存在的特殊问题,对中轨SAR的关键技术问题进行分析,提出了基于波束赋形的距离模糊抑制方法和高精度时域成像算法,并对中轨SAR天线设计和空间环境设计的难点进行了总结。研究结果为中轨SAR系统实现及应用提供有益参考。 展开更多

关键词 中轨SAR 高分辨率宽覆盖 系统设计 模糊抑制 成像算法

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基于辅助数字高程模型的方位多通道SAR相位失配校正方法 被引量：1

11

作者 李强 范怀涛 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第5期616-623,共8页

在方位多通道合成孔径雷达(SAR)系统中,进行非均匀采样重建之前,由于通道特性不一致导致的幅度相位差异必须进行校正,以避免图像中出现"鬼影"虚假目标,影响图像判读。方位多通道SAR工作过程中,平台偏航和俯仰导致的通道相位... 在方位多通道合成孔径雷达(SAR)系统中,进行非均匀采样重建之前,由于通道特性不一致导致的幅度相位差异必须进行校正,以避免图像中出现"鬼影"虚假目标,影响图像判读。方位多通道SAR工作过程中,平台偏航和俯仰导致的通道相位失配具有方位时变和距离空变特点。目前基于平台姿态信息的通道相位失配校正方法均未考虑地形高程起伏带来的影响。该文提出一种新的方位多通道SAR相位失配校正方法,基于辅助数字高程模型(DEM)信息和平台姿态信息,获得更加精确的场景下视角,在地形起伏较大的场景显著提高了通道间相位失配估计精度。针对提出的算法,开展仿真实验,针对虚假目标抑制效果开展定量评估。同时选取场景高程起伏较大场景开展了机载飞行试验数据处理,并对实验结果进行分析,验证算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 高分辨率宽幅成像 方位向多通道 数字高程模型 通道相位失配校正

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一种方位时变GEO SAR成像处理新算法 被引量：2

12

作者 李德鑫 孙造宇 +2 位作者 何峰 余安喜 董臻 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1065-1071,共7页

针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)回波模型的距离空变和方位时变问题,提出一种基于改进距离-多普勒(RD)和方位向调频尺度变换(CS)的成像算法。首先引入四阶泰勒展开模型解决成像中存在的弯曲轨迹问题,然后对传统RD算法进行改进,... 针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)回波模型的距离空变和方位时变问题,提出一种基于改进距离-多普勒(RD)和方位向调频尺度变换(CS)的成像算法。首先引入四阶泰勒展开模型解决成像中存在的弯曲轨迹问题,然后对传统RD算法进行改进,补偿距离空变,最后对方位时变进行建模,通过方位向CS补偿方位时变,使GEO SAR能够进行更大场景的成像。结合天基雷达先进仿真系统(SBRAS)进行仿真,验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 地球同步轨道合成孔径雷达 广域高分辨成像 方位时变 方位向调频尺度变换

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调频连续波SAR方位多波束成像 被引量：3

13

作者 程普 王展 +1 位作者 方凌江 李朝晖 《现代电子技术》 2013年第3期12-15,20,共5页

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合了调频连续波和合成孔径雷达的双重优点,不但体积小、造价低廉,而且还可以高分辨率成像。在无人机和临近空间飞行器的应用方面前景广阔。对于常规SAR,方位分辨率和宽测绘带的矛盾限制了其更广泛的... 调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合了调频连续波和合成孔径雷达的双重优点,不但体积小、造价低廉,而且还可以高分辨率成像。在无人机和临近空间飞行器的应用方面前景广阔。对于常规SAR,方位分辨率和宽测绘带的矛盾限制了其更广泛的应用,且FMCW载波泄露问题影响其探测距离从而影响测绘带。为此,以距离多普勒成像算法为基础,探索使用多相位中心方位多波束技术实现FMCW SAR的高分辨率宽测绘带成像,最后通过仿真验证了方位多波束成像方法的有效性。 展开更多

关键词 FMCW SAR DPC 方位多波束 RD成像算法 高分辨率宽测绘带成像

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基于特征分解的方位向多通道SAR相位失配校正方法 被引量：5

14

作者 范怀涛 张志敏 李宁 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第3期346-354,共9页

作为实现高分辨率宽幅成像的重要技术手段之一,方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)近年来得到了广泛的研究与发展。在进行多通道数据重建之前,通道之间的传输特性必须校正一致,以避免图像中出现严重的虚假目标。在... 作为实现高分辨率宽幅成像的重要技术手段之一,方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)近年来得到了广泛的研究与发展。在进行多通道数据重建之前,通道之间的传输特性必须校正一致,以避免图像中出现严重的虚假目标。在多通道SAR数据处理中,精确的基带多普勒中心估计对系统的通道失配校正和高分辨率成像具有非常重要的意义。但是单一通道数据的多普勒频谱混叠制约了传统基带多普勒中心估计算法在方位多通道SAR系统中的应用。基于特征分解处理,该文提出一种新的基带多普勒中心估计方法。该方法在推导过程中考虑了波束指向存在斜视的影响,能够实现方位多通道SAR系统基带多普勒中心和通道间相位误差的鲁棒估计。仿真实验和C波段方位向四通道机载SAR实验数据处理分析验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 高分辨率宽幅成像 方位向多通道 基带多普勒中心估计 通道误差校正

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合成孔径雷达系统的新概念及关键技术 被引量：1

15

作者 吴鸣亚 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2012年第11期1-5,共5页

通过将数字波束形成技术、多孔径信号处理等新兴技术与合成孔径雷达系统结合,国内外提出了多种新型的合成孔径雷达系统,有效提升了微波成像的性能。文中重点介绍了新型合成孔径雷达系统中涉及的新原理和新概念,国外近些年在新型高分宽... 通过将数字波束形成技术、多孔径信号处理等新兴技术与合成孔径雷达系统结合,国内外提出了多种新型的合成孔径雷达系统,有效提升了微波成像的性能。文中重点介绍了新型合成孔径雷达系统中涉及的新原理和新概念,国外近些年在新型高分宽幅合成孔径雷达系统的系统性能和成像模式,最后对新型合成孔径雷达系统走向实用化过程中必须克服的关键技术进行了梳理和归纳。 展开更多

关键词 数字波束形成技术 多孔径信号处理 合成孔径雷达 高分宽幅成像

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未来星载SAR技术发展趋势 被引量：80

16

作者 邓云凯 禹卫东 +3 位作者 张衡 王伟 刘大成 王宇 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-33,共33页

星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、... 星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、极化方式从单一极化到全极化的技术跨越。随着技术的不断进步,未来星载SAR将在体制、概念、技术、模式等方面取得突破,包括高分辨率宽幅成像、多基地、轻小型化、智能化等,从而不断拓展星载SAR的观测维度,实现多维度信息获取。该文将围绕星载SAR的技术发展趋势展开论述。 展开更多

关键词 星载合成孔径雷达 高分辨率宽幅 多基SAR 多维度成像 小型化

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一种基于SPECAN卷积的聚束式SAR宽场景高分辨成像算法

17

作者 张士明 计科峰 《现代电子技术》 2010年第19期35-38,共4页

针对聚束式SAR成像,提出了一种基于谱分析(SPECAN)卷积的宽场景高分辨成像算法。该算法主要利用SPECAN卷积对回波方位实现了多普勒去模糊,推导二次相位补偿项,可实现信号支撑区相干性恢复。利用SPECAN卷积和相位补偿实现了信号二维频谱... 针对聚束式SAR成像,提出了一种基于谱分析(SPECAN)卷积的宽场景高分辨成像算法。该算法主要利用SPECAN卷积对回波方位实现了多普勒去模糊,推导二次相位补偿项,可实现信号支撑区相干性恢复。利用SPECAN卷积和相位补偿实现了信号二维频谱解模糊,同时保持了相位规律,所以可利用高精度的距离徙动算法(RMA)实现高分辨聚焦。区别于传统的聚束式SAR成像算法,基于SPECAN卷积的算法不引入近似,可应用于大场景高分辨聚束成像。仿真试验验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 聚束SAR 谱分析处理 宽场景高分辨成像 二次相位补偿

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合成孔径雷达技术应用于星载平台的现状与发展 被引量：3

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作者 谢辉 赵强 曾祥能 《舰船电子对抗》 2019年第1期6-9,共4页

综述了当前星载合成孔径雷达(SAR)的成像模式与精度、高分辨宽测绘带技术等发展情况,分析了无线SAR(WiSAR)的优势,指出天线将作为星载SAR的主要载体,其它功能部件将围绕天线而展开集成化设计,预见未来星载SAR将秉承轻量化、模块化、数... 综述了当前星载合成孔径雷达(SAR)的成像模式与精度、高分辨宽测绘带技术等发展情况,分析了无线SAR(WiSAR)的优势,指出天线将作为星载SAR的主要载体,其它功能部件将围绕天线而展开集成化设计,预见未来星载SAR将秉承轻量化、模块化、数字化的设计理念,实现经济型、稳健性、敏捷型的设计目标,而天线将成为未来星载SAR的主要外在构型。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 成像模式 高分辨宽测绘带 天线 可重构性

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