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机载斜视及前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是近年来SAR领域的研究热点。与正侧视SAR相比,斜视及前视SAR有诸多优势,主要表现在:斜视SAR波束指向灵活机动,提高了载机平台的安全性和隐蔽性;斜视SAR可对前方目标提前成像,对后方目标再次成像,能灵活的选择成像区域;前视SAR可对载机飞行路线正前方区域进行高分辨率成像等。论文对斜视及前视SAR的系统特性、回波数据模拟以及高分辨率成像算法进行了深入研究。主要研究内容和创新点有:(1)深入研究了斜视SAR的系统特性。从时域和频域角度分析了斜视SAR的二维耦合。研究了斜视SAR的距离徙动特点,分析了不同距离徙动情况下成像算法的选择。研究了斜视SAR的方位向频谱扩展,推导了斜视SAR有效方位带宽计算公式,得到了斜视SAR脉冲重复频率选择范围表达式。(2)研究了斜视SAR回波数据模拟,提出了一种斜视SAR场景目标回波数据模拟方法。建立了斜视SAR回波数据模拟几何模型,通过详细的数学建模分析和推导,得到了数据模拟所需的关键参数的计算公式。(3)深入研究了SAR成像算法,提出了大斜视SAR成像的RD算法、CS算法和非线性CS算法的三种改进算法。给出了改进算法的流程和实现步骤,推导了各相位补偿因子表达式,通过斜视SAR成像验证了三种改进算法的有效性。(4)研究了前视SAR系统特性。分析了前视SAR工作原理,建立了前视SAR成像几何模型和回波信号模型。分析了前视SAR方位特性,得到了前视SAR的多普勒频率、有效合成孔径长度、方位向分辨率表达式。深入分析了影响前视SAR方位向分辨率的因素。(5)研究了前视SAR成像算法,提出了一种适用于前视SAR成像的CS算法。给出了算法流程和实现步骤,进行了点阵目标成像。分析了点目标响应质量,与理论值进行了分析和对比,验证了前视SAR CS算法的有效性。