【摘 要】
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圆周扫描地基SAR是将机载圆迹SAR模式引入地基平台的一种新体制地基SAR,与传统的直线轨道地基SAR相比,其具有三维成像能力、单次数据采集时间短、滑坡监测时效性强等优势。近年来,研制具备三维成像能力的地基SAR系统已成为一个国际研究热点。作为一种全新的地基SAR模型,圆周扫描地基SAR仍处于刚起步的阶段。目前,国际上已经验证了利用该模式三维成像的可行性,但其三维成像质量与实际应用中的成像质量要求
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圆周扫描地基SAR是将机载圆迹SAR模式引入地基平台的一种新体制地基SAR,与传统的直线轨道地基SAR相比,其具有三维成像能力、单次数据采集时间短、滑坡监测时效性强等优势。近年来,研制具备三维成像能力的地基SAR系统已成为一个国际研究热点。作为一种全新的地基SAR模型,圆周扫描地基SAR仍处于刚起步的阶段。目前,国际上已经验证了利用该模式三维成像的可行性,但其三维成像质量与实际应用中的成像质量要求还相差甚远。现有研究通过仿真验证了单发单收机制的圆周扫描地基SAR的三维分辨能力。然而,现有旁瓣抑制技术并不能有效地解决圆周扫描地基SAR在三维成像时旁瓣较高的问题。因此,本论文围绕圆周扫描地基SAR在三维成像处理过程中的旁瓣抑制问题,提出了一种单发多收机制的圆周扫描地基SAR,并从几何模型和信号模型、频谱和点扩展函数分析、以及旁瓣抑制这几个方面展开了系统的研究。具体的研究内容和创新性成果如下:（1）建立了单发多收圆周扫描地基SAR的几何模型和信号模型,基于此模型介绍了适用于单发多收圆周扫描地基SAR的三维成像算法。比较了单发单收机制和单发多收机制的三维成像性能,并深入分析了单发单收机制和单发多收机制的三维频谱支撑域,为寻找单发单收圆周扫描地基SAR三维成像时存在高旁瓣的原因提供了依据。（2）从频谱分析的角度推导了单发多收圆周扫描地基SAR的点扩展函数和分辨率表达式;在此基础上分析了单发单收机制和单发多收机制的圆周扫描地基SAR的三维分辨率、旁瓣和空变性等成像性能指标,并分析了单发多收圆周扫描地基SAR的旁瓣抑制能力。（3）针对单发单收圆周扫描地基SAR在方位-垂直平面的高旁瓣问题,本文提出了一种适用于单发多收圆周扫描地基SAR的旁瓣抑制方法。该方法是一种基于相变图分析的频谱稀疏旁瓣抑制方法,它通过频谱稀疏分布的方式拓宽频谱以抑制高旁瓣。该方法通过相变图求出了在给定天线数量、带宽-频率比条件下的最优频谱分布,基于此最优频谱分布的单发多收圆周扫描地基SAR具有最优的旁瓣特性。根据阵列天线分布与频谱分布的几何关系,本文可以求出相应的最优稀疏阵列天线分布。（4）利用本文所提出的最优稀疏阵列天线分布的单发多收圆周扫描地基SAR模型和三维成像算法,分别仿真了点目标和点阵目标的三维SAR图像。并与现有圆周扫描地基SAR的三维成像结果进行比较,验证了本文所提出模型和方法的有效性。
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