太阳风是对人类活动产生直接影响的日地系统之链,充满着整个日地行星际空间。受到太阳活动导致的太阳风变化的影响,地球空间环境会产生变化,这些变化会引起一系列影响人类活动的事件。CMEs是尺度最大、最壮观的太阳活动。对CMEs造成的地球空间环境变化尽可能早的预报,对避免或减少灾害性空间天气对地球空间及人类活动的影响具有重要的科学与应用意义。把CMEs引起的行星际扰动和产生的地磁活动作为一个相互联系的有机链,是当前国际空间天气研究的主要发展趋势之一。中科院空间中心提出的太阳极轨射电望远镜(SPORT)计划设想在太阳极轨卫星上,利用微波甚至射电频段对CMEs传播导致的行星际高密度等离子体云进行成像遥感观测,从而获得对地球空间天气的预报、预警。这在人类尚属首次,具有非常重要的科学意义以及重要的应用前景,将对日地空间天气系统的研究和应用产生重要作用,并为国际与日共存计划做出重要贡献。本论文的研究内容是SPORT计划中的核心与关键技术部分,主要包括:通过对卫星测量数据的分析研究,建立行星际空间等离子体电子密度随日心距变化的理论模型;研究太阳宁静期间日地行星际等离子体云及CMEs在行星际传播时导致的高密度等离子云的射电辐射机理;计算相应的射电辐射亮温;对比分析LASCO日冕仪及Nancay射电日光仪观测到的CME图像。研究辐射测量、孔径综合、二元干涉测量原理;分析天线阵稀疏孔径设计对提高综合孔径辐射计空间分辨率的意义;研究解决稀疏孔径设计问题的算法;利用SA算法,设计稀疏孔径设计的具体流程;数值模拟旋转扫描阵列的稀疏孔径设计,包括:圆环、圆平面阵列零冗余及阵列框架重心逼近圆心、低冗余度设计。研究辐射计成像系统的构成、主要参数,分析辐射计图像的特征;分析日地行星际高密度等离子体云及天体的辐射计成像的可行性;设计模拟日地行星际高密度等离子体云和天体辐射计图像的具体方法;对预计的SPORT计划中行星际天体和ICMEs导致的高密度等离子云的辐射计图像进行模拟和分离。