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由于传统的二维SAR有一些不足,例如在下视模式存在阴影效应等缺点,近年来,越来越多学者开始对阵列三维SAR成像技术进行研究。通过在跨航向放置一排阵列,将原来的距离-方位二维SAR成像变为距离-方位-跨航三维SAR成像。目前,针对阵列三维SAR成像模式的研究主要集中在三个方面,即稀疏阵列构型的设计、正交发射信号的选取以及三维SAR成像算法的研究。除此之外,三维SAR的运动补偿算法也在初步研究之中。本文针对上述问题,主要内容有:(1)介绍了SAR的三种工作模式,分析了SAR成像的工作原理。然后推导了在阵列为均匀线阵条件下的下视三维SAR的回波信号模型。并介绍了两种常用算法,通过比较两种算法得出了各自的优缺点。并通过对均匀阵列条件下的三维RD算法进行仿真,验证了其有效性。(2)研究了MIMO下视三维SAR成像系统。对MIMO SAR天线构型进行分析,说明了设计过程中需要考虑的因素,并介绍了两种常用的MIMO SAR线阵天线构型。对多种MIMO SAR成像正交信号进行介绍,对这几种正交信号分别进行分析,以相位编码信号为例,以正交性能为目标进行设计,得到影响其性能的因素。(3)研究了不同发射信号的MIMO下视三维SAR成像。介绍了时分信号以及正交相位编码信号在MIMO SAR三维成像中的应用。然后分别分析发射阵元在分别发射两种信号的情况下的回波信号模型。推导了在分别发射两种信号的情况下的等效相位中心误差补偿方法,并分析了两种情况下的成像处理方法。对基于两种发射信号进行MIMO SAR三维成像的方法进行验证。(4)研究了针对阵列三维SAR进行运动误差补偿的方法。在仿真中加入各种误差,分析各误差对三维点扩散函数的影响。介绍通过惯导系统进行运动补偿与通过对回波自适应处理进行运动补偿两种方法,分析了MD方法和PGA方法的优缺点,指出PGA方法无法补偿一阶相位误差的问题。并根据建立的运动误差模型来推导基于惯导系统与回波自适应方法的联合补偿算法。针对均匀线阵三维SAR成像运动补偿与MIMO SAR成像运动补偿应用本章的方法分别进行仿真验证。