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轻型敏捷SAR卫星具有显著的成本优势和广阔的应用前景,但是存在成像中指向稳定度不足的问题。天线指向抖动会引起成像质量的下降,针对这一问题,本文研究了成像畸变的原理,分析了抖动与成像畸变的关系,并提出一系列抖动补偿和成像质量优化的方法。在轻敏SAR卫星抖动成像的特殊背景下,本文进行了以下研究: 1、调研轻敏SAR卫星、SAR成像畸变、运动补偿技术等方向的研究现状; 2、对天线抖动成像的现有模型进行改进,建立了更精确的几何畸变和回波畸变模型; 3、通过理论推导排除了回波相位误差的干扰,并推导了点目标成像公式。以成像公式为基础,提出了高低频率划分依据,推导了抖动与畸变之间的量化关系,并通过仿真验证了理论的有效性。最后给出一种抖动阈值的计算方法,比现有方法在精度上有很大提高; 4、发现并解释了高频抖动成像的明暗条带畸变,推导了带有邻近点干扰效应的点目标成像公式,提出一种干扰强度的评价方法; 5、在抖动畸变分析的基础上,提出适用于高频抖动和低频抖动畸变的两种补偿算法。高频补偿以包络校正为基础,可以有效降低旁瓣畸变水平。低频补偿基于多普勒中心的动态调整,能提高回波能量的利用效率。通过仿真证明算法可以达到很好的补偿效果,经过补偿处理之后,系统对抖动也有更大的容忍度。 6、建立了抖动畸变仿真系统,该系统适用于多种SAR卫星模型和天线抖动模型的仿真分析。可用于计算成像畸变性能、抖动补偿性能等,对于轻敏SAR卫星系统的性能评估和总体方案设计有重要的意义。