1、合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)和逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar，ISAR)具有全天時、全天候工作，遠距離探測，寬測繪帶和高分辨成像的特點，在微波遙感領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，在國防和國民經濟中都具有舉足輕重的意義。伴隨著信息處理技術的發(fā)展和應用需求的提升，需要獲得更高成像質量的雷達圖像。為了獲得更高分辨率更大成像場景的雷達圖像，不僅需要對各種成像算

2、法進行研究，還需要對信號補償技術進行探索。幾乎所有的 SAR/ISAR成像算法都假設雷達或者目標在真空的理想路徑上運動，雷達或者目標的運動位置和運動狀態(tài)在觀測時間內都精確已知。但在實際應用中，在雷達信號發(fā)射、傳播、接收、處理的各個過程里，存在方方面面的誤差干擾影響最終獲得的雷達圖像的效果。
　　本文對高分辨率SAR和ISAR成像信號補償?shù)膸追N新技術進行了研究，主要包括三個部分：模型誤差補償，傳播誤差補償和運動誤差補償。從對高分辨率

3、ISAR成像模型的重新審視開始，到高分辨率SAR和ISAR信號處理，再到新型雙基SAR的成像算法，逐步深入展開研究。
　　具體來說，本論文的主要研究工作可概括如下：
　　在模型誤差補償方面，針對快速運動的空間目標提出了一種ISAR成像的精確回波信號模型，并與“一步一?！苯颇Ｐ瓦M行了對比。精確回波信號模型充分考慮到雷達脈沖發(fā)射、傳播和接收過程中目標的運動，由此引出了在“一步一?！苯苹夭Ｐ椭泻雎缘囊恍┬聠栴}，包括不同的步進

4、頻信號具有不同的多普勒模糊數(shù)和不同的頻譜中心移動量等。這些新問題會造成距離向的散焦，降低距離向分辨率，并隨著信號時寬帶寬積(Time Bandwidth Product，TBP)的增大而越來越顯著。為了解決精確回波信號模型下的新問題，提出了一種快速目標ISAR步進頻率合成及補償成像算法，可以對大TBP的步進頻率信號完成快速運動目標的高分辨ISAR成像處理，得到高分辨的聚焦結果。
　　在傳播誤差補償方面，針對星載SAR對地面場景觀測

5、及地基ISAR對空間目標觀測時，雷達電磁波穿透電離層會受到電離層影響的問題展開研究。首先對電離層進行建模，對電離層影響進行了分析。其次依據(jù)電離層在雷達回波中的附加相位，尋求從回波數(shù)據(jù)中提取電離層參數(shù)積分電子總量(Total Electron Content，TEC)的方法。最后提出了兩種基于雷達回波數(shù)據(jù)的估計及補償SAR和ISAR成像信號中電離層影響的算法。一是頻域估計電離層TEC及電離層影響補償方法，適用于星載SAR成像及地基ISAR

6、成像；二是二維子帶劃分估計，適用于地基ISAR成像，并用實測數(shù)據(jù)進行了驗證。此外還介紹了一種利用最小熵方法對電離層參數(shù)TEC進行精估計的方法。
　　在運動補償方面，研究了機載SAR平臺中高分辨率圓跡SAR和聚束式SAR的運動誤差補償算法。在高分辨率圓跡SAR運動補償中，推導了存在三維位置誤差時點目標瞬時斜距的表達式，對斜距誤差量隨距離和方位的空變性進行了詳細分析，提出一種基于慣導參數(shù)的圓跡SAR運動補償方法，利用慣導參數(shù)反解隱函數(shù)

7、得到斜距誤差的2維空變表達，利用Chirp-Z變換完成空變的包絡誤差補償和空變的相位誤差補償，最終得到聚焦良好的場景圖像。在高分辨率聚束式SAR運動補償中，根據(jù)經典極坐標算法(Polar Format Algorithm，PFA)和瞬時調頻率估計，從雷達回波數(shù)據(jù)中估計得到雷達載機的運動誤差并進行補償，搭建一種適用于硬件實時處理的新型算法結構，并在FPGA+DSP的硬件系統(tǒng)中順利實現(xiàn)了缺少慣導輔助數(shù)據(jù)條件下的高分辨率聚束式SAR實時運動補