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校准技术是合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)数据定量研究的前提,通过校准可以获得测量值和目标特性之间的量化关系。低频超宽带(ultra wide band, UWB) SAR的研究与应用具有重要的军事意义。本文充分考虑低频UWB-SAR系统的特点,从辐射校准,极化校准和运动状态校准等方面展开深入的研究。第一章分析了低频UWB-SAR的研究背景,提出了一种SAR层次化校准模型,较为清晰地论述了SAR校准概念和策略。利用该模型,分析了低频UWB-SAR校准的特点和技术难点,指出该系统校准的途径。第二章研究了低频UWB-SAR校准的基本问题。首先充分考虑了系统参量的频率和方位角特性,提出了适合低频UWB-SAR校准的雷达方程。其次提出了低频UWB-SAR辐射校准模型,通过该模型可以分析校准误差和各个参数的测量误差的关系。最后研究了低频UWB-SAR系统信息处理模型。利用该模型分析了天线方向图和系统的冲击响应函数。第三章研究了低频UWB-SAR系统的辐射校准问题。首先采用矩量法和渐近波形估计技术,结合SAR几何关系,获得定标体的低频,超宽带和宽角度电磁散射模型。其次给出了天线方向图对系统性能影响的评估,天线方向图的提取方法。利用定标体电磁模型,提出了基于时域和频域两种天线方向图校正方法,并进行了仿真验证。最后研究了低频UWB-SAR外部校准和内部校准的方案设计,校准数据的处理等方法。第四章研究了低频UWB-SAR系统的极化校准问题。首先研究了定标体的多极化电磁散射特性。其次结合低频UWB-SAR系统特性和信息处理模型,提出低频UWB-SAR系统的极化校准模型。最后分别提出了基于回波域和二维波数域的极化校准方法,仿真结果验证了该方法的有效性。第五章研究了低频UWB-SAR运动状态校准问题。首先提出了低频UWB-SAR运动误差模型,在大波束张角范围内具有较高的精确性。其次研究了利用反射位移法提取运动误差的方法。最后利用低频UWB-SAR运动误差模型,提出了运动误差校正方法,仿真试验结果与理论分析相吻合。第六章系统地总结了全文的工作,并给出了进一步研究的建议。