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定标技术是SAR数据定量研究的前提,角反射器是SAR定标和质量评估最常用的标准地面设备。随着电子技术、计算技术的发展,高分辨率机载SAR应运而生,具有极其重要的军事和民用价值。在高分辨率条件下,角反射器的点目标辐射特性不可避免地会受到更多因素的影响:角反射器的RCS值会受到高分辨率SAR系统大带宽、长合成孔径的调制,不能再简单地视为恒定不变;角反射器的机械加工误差引起的相位分离现象以及大尺寸反射器的阴影区对杂波能量估计的影响不可忽略等,这些因素给角反射器在高分辨率SAR辐射定标和系统质量评估中的应用带来了挑战。
论文充分考虑SAR常用参考目标的辐射特性,结合高分辨率SAR系统特性,围绕高分辨率条件下,如何保持角反射器点目标辐射特性的问题,对高分辨率SAR参考点目标辐射特性与校正方法进行了研究。首先研究了高分辨率SAR成像机理和算法以及角反射器常用的RCS电磁计算方法,较系统地分析了高分辨率条件下影响反射器点目标辐射特性的因素;结合角反射器电磁计算和高分辨率SAR成像,构建了定量分析模型和软件系统,用于定量分析各种因素对点目标特性的影响程度;定量的分析了角反射器物理尺寸大于SAR分辨单元情况下的可用性以及角反射器机械误差对点目标性能的影响,提出了高分辨条件下角反射器的研制要求;分析了高分辨率SAR系统宽频带、长合成孔径对点目标特性的影响;针对高分辨条件下角反射器背后产生的较大阴影区,改进了原有辐射定标中的能量提取方法,提高了辐射定标精度;针对高分辨SAR宽频带对反射器不可忽略的调制效应影响问题,提出回波域滤波补偿算法校正了带宽调制对参考目标产生的影响,并分析了滤波校正对点目标信杂比的影响;针对高分辨率应用中偶次反射对点目标分析干扰相对较大的问题,提出基于多极化数据的校正方法减弱二次反射影响,该方法同样适用于消除定标场多径效应引入的二次反射干扰;最后通过地基轨道SAR实验的数据处理,验证了提出的校正方法的有效性。