电离层对星载SAR性能影响

【摘要】： 电离层对星载SAR特别是高分辨率、宽带SAR的性能影响近年来已成为国际上的研究热点之一，目前我国在这一研究领域研究较少。及时开展该领域的研究，对我国长远发展星载SAR系统有重要的现实意义。 本论文首先简要介绍了电离层的概况及其影响到信号传播的一些重要参数。接着分别基于高斯包络和矩形包络线性调频信号，深入分析了电离层对星载SAR系统的影响机理，并给出相关的定量表达式。文中主要研究了电离层的三种影响：信号经过电离层传播的群延迟引起的成像偏移；电离层的色散效应给线性调频信号带来二次相位误差，导致图像退化、失真；以及电离层的闪烁、湍流等不规则性引起的信号相位起伏。在此基础上，比较分析了不同波段、带宽条件下电离层的影响。结果表明，在信号频段较低、带宽较大的情况下，电离层的影响不容忽视，必须加以校正。本论文介绍了两种校正方法：利用加权函数抑制色散效应引起的二次相位误差，以及使用相位梯度自聚焦算法较正由电离层的不规则性引起的信号相位起伏。最后，根据前面的分析，使用CS成像算法针对L-SAR进行了电离层影响的模拟研究。模拟结果表明，电离层引起的相位起伏对成像影响较大，校正后可得到比较满意的结果。