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随着星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)在海洋、农业、生态等多个领域的广泛应用,传统单极化SAR系统所获得的有限信息已无法满足现代军事以及民用遥感的需求。全极化SAR系统能够获得更多的目标信息以及地物散射特性,使得全极化工作模式成为现代星载SAR系统的重要发展方向。传统的全极化SAR系统由于采用H和V线极化脉冲交替发射的方式,使得交叉极化通道信号受到同极化距离模糊信号的干扰,而同极化信号的能量比交叉极化信号的能量高6~10dB,因此交叉极化通道的距离模糊性能急剧恶化。这严重限制了全极化SAR系统的测绘带宽以及视角范围。如何抑制交叉极化通道中的同极化距离模糊信号,以满足系统的距离模糊性能要求已成为了当前全极化SAR系统发展所面临的关键问题。本文分别从改进全极化SAR系统的发射体制和提出新型的距离模糊抑制算法两个方面解决该问题。本文的研究内容与贡献如下: 1.引入了一种扩展的发射体制用于改善全极化SAR系统的交叉极化距离模糊性能—混合极化发射模式。该发射模式通过交替发射H+V·exp(jφ)以及H-V·exp(jφ)极化信号,使得交叉极化通道的信号不再受到同极化距离模糊信号的影响,该体制能够的有效的解决全极化SAR的交叉极化距离模糊问题。此外通过对该混合极化SAR系统的分析可知,该发射模式在发射相位以及通道相位存在误差的情况下,对系统的距离模糊性能不会产生影响。实验结果表明,该方法对于改善交叉极化距离模糊性能具有良好的效果。本方法的成功也表明,混合极化发射模式将在未来的研究中得到更加广泛的应用。 2.提出了一种基于改进方位相位编码(modified azimuth phase coding,APC)技术的全极化SAR距离模糊抑制方法。该方法通过使用改进的方位相位编码技术对全极化SAR系统的发射接收脉冲进行调制解调,使得全极化SAR系统接收到的四极化数据奇数模糊区在方位向产生PRF/2的频移,从而将全极化SAR的距离模糊能量转移到方位向。然后结合方位向维纳滤波器在方位多普勒频域滤除多余距离模糊能量。该距离模糊抑制方法不仅能够在全极化SAR系统上得到很好效果,通过结合本文提出的混合极化SAR系统,能够进一步改善全极化SAR系统的距离模糊性能。实验结果表明,本方法不仅能够改善全极化SAR系统交叉极化通道的距离模糊性能,而且能对全极化SAR系统四个通道的距离模糊水平进行整体的提高。 3.针对L波段的全极化SAR图像进行对比分析。通过实验对比了传统全极化SAR系统、混合极化SAR系统以及基于MAPC技术的极化SAR系统的性能。结果表明通过结合混合极化发射模式以及MAPC距离模糊抑制算法能够更好的改善全极化SAR系统的距离模糊性能。这对于全极化SAR系统的发展与应用具有重大的意义。