宽带合成孔径雷达收发系统关键技术研究

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1、固作者姓名：指导教师：学位类别：学科专业：培养单位：密级中国科学院大学UnjVers“yofChineseAcademyofSciences博士学位论文童堂盒盛丑焦置达蝗筮丕缠差键控丞班窒豆麴堑至岩]i班珏虽主园型堂院电王堂班宜压王堂墁±通信皇值显丕统生国抖堂医生王堂班宜匮2013年5月舢舢舢圳川ⅧⅧ圳㈣删Y2382220StudyonKeyTechniquesforWidebandSARTransceiverSVstemlranSCelVerbVStemByJiaYing-xinADissertationSubmittedtoUn

2、iVersityofChineseAcademyofSciencesInpartialflul6lhnentoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyInstituteofElectronics，ChineseAcademyofScience5，2013研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院电子学研究所或其它

3、教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：撕日期：汐，3。／，孑f关于学位论文使用权的说明本人完全了解中国科学院电子学研究所有关保留、使用学位论文的规定，其中包括：①电子所有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②电子所可以采用影印、缩印或其他复制手段复制并保存学位论文；③电子所可允许学位论文被查阅或借阅；④电子所可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤电子所可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此

4、规定)。日期：为，；口知矿日期：2护，多口多矿彦摘要摘要随着合成孔径雷达(SyntheticApertureRad瓯SAR)技术的不断发展，各种新技术、新体制、新理论在不断涌现。而合成孔径雷达收发系统作为整个遥感系统的最前端，是整个系统的硬件基础，是整个系统最重要的组成部分之一，直接决定了最终实际系统性能的优劣。宽频带、小型化是SAR收发系统的主要发展方向，“无失真传输”是SAR收发系统设计所追求的目标。基于上述背景，本文重点研究宽带SAR收发系统中的关键技术，主要研究工作概括如下四个部分：(1)SAR雷达大带宽信号产生技术成像雷达

5、距离分辨率主要由信号带宽决定，大带宽信号产生技术是实现超高分辨率合成孔径雷达成像的关键技术之一。本文全面系统的研究了两种基带信号数字化产生方法以及三种信号变频扩频技术。针对不同的技术特征，重点从信号谱质纯度和信号幅相失真两个角度对大带宽信号产生技术进行了详细分析说明，通过理论分析，提出相关的解决算法，最后利用相关理论算法研制了用于实际系统的宽带雷达激励信号源，测试结果验证了方法的有效性和实用性。(2)宽带雷达接收技术研究宽带SAR雷达接收系统作为雷达系统的重要组成部分，其性能优劣会直接影响雷达系统的整体性能。对于宽带SAR系统，要保

6、证对雷达信号的无失真接收就需要对接收通道的幅相误差进行提取和校正。本文主要分析了接收通道的幅相误差，重点研究了复通道幅相误差以及模拟正交解调的幅相不平衡性误差，建立系统误差模型，提出了误差校正方法，并最后通过实际研发的接收系统得到了进一步的验证。(3)收发通道联合校正技术研究直接变频技术是实现SAR雷达收发系统小型化设计的主要方向之一，基本思路是：在发射通道直接通过正交调制将基带信号上变频到雷达工作频段，完成激励信号的产生。接收通道则采取零中频接收方式，对雷达回波信号直接进行正交解调接收。对于此种收发架构，收发两端都存在由于同相(I

7、)和正交(Q)支路的幅相不平衡引起的镜频干扰问题，同时复通道带来的幅相误差也不能忽视。本文针对此问题进行了详细分析，推导了系统误差模型，并提出了幅相校正方法，通过实际试验系统的搭建验证宽带合成孔径雷达收发系统关键技术研究了方法的有效性，为小型化研究奠定了基础。(4)多通道SAR相关技术研究多通道SAR系统可以用来提高SAR系统的频带宽度，是实现超高分辨率(分辨率优于O．1m)SAR雷达的一种有效的技术途径，对于多通道SAR系统，主要通过频带合成技术来实现超高分辨率，而频带合成的成功与否与整个收发系统的幅相误差有紧密的联系，所以多通道

8、SAR系统收发通道幅相误差的提取校正是其中的关键技术之一，也是本文的主要研究内容之一。本文以中科院电子所研制的分辨率优于O．1m的机载SAR系统为背景，研究了其收发系统幅相误差提取补偿方法。另外，也对频带合成技术进行了实验研究。关键词