雙基地合成孔徑雷達發展現狀與趨勢分析

曾 濤

(北京理工大學信息與電子學院 北京 100081)

1 引言

雙基地合成孔徑雷達(Bistatic Synthetic Aperture Radar,BiSAR)系統通常是指空間中收發天線分置于不同平臺的 SAR系統。與傳統單基地SAR(Monostatic SAR,monoSAR)系統相比，BiSAR系統具有不可比擬的優勢，例如接收機“靜默”工作帶來的隱蔽性好、安全性高、抗干擾能力強；可以獲取目標多視角散射信息，利于目標數據融合；部署靈活，配置多變，甚至可以利用導航衛星、通信衛星系統等作為外輻射源。

上世紀70年代末，美國率先開展進行了BiSAR系統的研究工作，通過理論研究和一系列機載和星機BiSAR實驗[1－4]，初步解決了諸多BiSAR系統難題，并驗證了BiSAR技術的可行性。然而由于技術問題和缺乏有效的成像算法，限制了上個世紀90年代后期的BiSAR研究。進入新世紀以來，隨著機載和星載 SAR技術的不斷進步，全球范圍內掀起了BiSAR研究熱潮，尤其是歐洲地區[5－12]。近10年以來，德國應用科學研究所(Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften,FGAN)和德國宇航局(German Aerospace Center,DLR)陸續開展了一系列機載、星載和星-地等幾何配置下的BiSAR實驗，得到了非常好的實驗結果[5,9]。英國各大科研機構[8,13,14]，如 UCL(University College London),UoB(University of Birmingham)等大學，開展了機載、基于非雷達外輻射源等幾何配置下的BiSAR實驗；西班牙加泰羅尼亞理工大學[16]實現了基于干涉應用的靜止接收 BiSAR 實驗(SABRINA: SAR Bistatic Fixed Receiver for Interferometric Applications)。此外，意大利、法國等國家的科研機構也積極開展了BiSAR系統的科研工作[11,17,18]。與此同時，在上述 BiSAR實驗的推動下，BiSAR成像算法的研究工作也逐漸深入、不斷完善，如基于 Smile算子[19]，LBF算子[20,21]、級數反轉算子[22]等思想的成像算法。

在國內，電子科技大學[23]、北京理工大學[24,25]、中國科學院電子學研究所[26－28]等科研院所也陸續開展了機載雙基地、星地雙基地等幾何配置的BiSAR實驗和成像算法、干涉處理等方面的研究工作。……