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MIMO-SAR在实现高分辨成像、宽测绘带成像等方面具有广阔的前景,成为当前雷达技术领域的一个研究热点。在高分宽幅SAR成像中,系统PRF的设计存在一个问题:方位向的采样率即PRF要大于多普勒带宽才能使成像结果中无方位模糊,但高的PRF会导致大测绘带的回波出现距离模糊的问题。而MIMO-SAR作为一种多发多收的SAR成像系统,可以在不改变系统PRF的条件下,提高方位向的采样率,是解决高分宽幅问题的有力手段。为了实现MIMO-SAR的高分辨,低旁瓣成像,需要合理设计MIMO阵列,选择正交性能好的发射波形以及收发通道要满足幅相一致性。本文针对MIMO-SAR的通道幅相误差校正,正交波形设计和阵列设计这三个关键技术进行了研究,主要研究内容和创新如下:1、简述了传统SAR以及MIMO-SAR的主要理论基础,以及方位模糊的成因和基于MIMO-SAR的方位模糊的抑制方法。首先,介绍了SAR回波信号模型,以及传统的SAR成像算法,其中重点介绍了后向投影成像算法。然后,对MIMOSAR的信号模型、工作原理和相位中心等效原理进行了介绍。最后,给出了MIMOSAR系统抑制方位模糊的原理。2、研究了MIMO-SAR的通道均衡问题。首先仿真得到通道的幅相误差会导致成像结果出现主瓣降低、旁瓣升高,甚至会产生虚假目标等问题。接着提出了基于单强点目标成像的通道幅相误差估计方法,即在对单强点目标进行实孔径成像时,先以各个通道回波脉压结果的一维距离向的最大值的比值作为通道幅度误差,再以图像锐度最大作为目标函数,通过最优化的方法估计出相位误差。仿真结果表明,所提的通道幅相误差估计方法具有较高的精度。3、研究了MIMO-SAR正交波形设计问题。首先通过互相关函数以及成像仿真结果验证了短时移动正交信号的正交性在时延内要比正负调频信号好,然后针对短时移动正交信号在时延之外正交性变差的问题,提出了一种基于极化的短时移动正交信号宽幅大场景成像方法。通过与不采用极化方式的成像结果进行对比,验证了所提算法可以解决短时移动正交信号在大场景成像中正交性变差导致成像结果中出现虚假目标的问题。最后提出了一种同时四发的正交发射信号,并通过仿真对其正交性进行了验证。4、研究了基于互质阵列的MIMO-SAR阵列构造方法。首先介绍了互质阵列的原理和构成形式。接着将互质阵列引入SIMO-SAR系统,根据相位中心等效原理,推导出SIMO-SAR的互质阵列的实际阵元位置关系,以及雷达平台运动速度与阵列长度和脉冲重复频率的关系,实现了SIMO-SAR互质阵列的构造。在此基础上,通过SIMO-SAR互质阵列和均匀阵列的仿真,证明了在相同的系统仿真条件和阵元数目的条件下,相对于传统的SIMO-SAR均匀阵列,互质阵列能够进一步地提高方位向采样率,抑制方位向模糊。最后,提出了MIMO-SAR在各发射信号PRF相同和不同的条件下一维互质阵列和二维互质阵列构造方法,并仿真验证了MIMO-SAR互质阵列能够通过提高方位向采样率来抑制方位模糊。