引用格式：
易天柱,康利鸿,余晓刚,等.基于帧频的星载SAR系统视频成像能力分析[J].中国空间科学技术,2023,43(5):132-137.
YI T Z, KANG L H, YU X G, et al.Analysis of space-borne SAR system video imaging capacity model based on frame rate[J].Chinese Space Science and Technology,2023,43(5):132-137(in Chinese).
一、文章导读
1.研究背景
星载合成孔径雷达（synthetic aperture Radar，SAR）具备全天时、全天候及高分辨探测成像特点。但传统的星载SAR系统只能获取静态式图片，无法对敏感区域的时敏目标开展持续性的监测。星载SAR视频系统通过大转角实现波束在感兴趣区域的大观测视角变化，并通过一定的信号处理手段使SAR系统从照相式体制 向摄像式模式转变，有效拓展了星载SAR系统的时间维度信息，实现对时敏目标的动态监视。
近年来的视频SAR（videoSAR，ViSAR）系统研究主要集中在机载平台，圆迹聚束模式和直线聚束模式是机载SAR系统实现视频成像的两种主要工作模式。机载视频SAR系统代表性的是美国桑迪亚试验室VideoSAR系统和德国宇航局的MIRANDA35系统等，但由于机载平台飞行高度较低，需抵近以实现对目标的探测，这会导致机载平台生存率不高。星载SAR系统平台的所处高度较高，火力打击和反辐射打击难度大，同时系统应用灵活多样，可通过星载SAR系统发射电磁波束，无人机机载SAR系统作为接收系统可通过电磁静默提升自身的生存率。目前国内外在轨的星载SAR系统数据持续增加，除芬兰ICEYE公司2020年4月在Satellite2020会议上首次公布的星载SAR视频产品外，尚无明确用于视频成像体制的星载SAR系统。
本文主要通过对星载SAR系统的视频成像模式进行信号建模，分析当前星载SAR系统的视频成像能力，提升星载SAR系统的应用潜能，同时为星载SAR系统设计提供相应的理论分析支撑。
2.文章梗概
视频合成孔径雷达作为一种微波遥感体制能以摄像式模式对重点区域的时敏目标展开持续性的动态监视，已经受到越来越广泛的关注，但针对视频SAR系统的视频成像能力的分析还不够深入。首先建立了视频SAR回波信号模型，并结合给定的星载SAR系统参数，提出了一种基于帧频的适合分析星载SAR系统视频成像能力的模型，并基于X波段和Ka波段雷达参数对系统进行了仿真分析。研究表明，在形成相同帧率的SAR视频时，SAR系统频率越高，越容易形成独立帧率的SAR视频；在形成相同方位分辨率帧图像的SAR视频时，中心斜视角越大，所需的孔径交叠率越大。研究成果可为星载SAR系统设计提供理论分析支撑。
3.总结与展望
本文基于视频SAR信号的回波模型，对星载SAR系统的视频成像能力展开推导、分析，提出了一种基于帧频的适合分析星载SAR系统视频成像能力的模型。分别从独立帧频和孔径交叠的角度对星载SAR系统的视频成像能力进行分析。
通过仿真分析，在相同工作条件下，视频SAR系统的频率越高，在形成相同帧率的SAR视频时，所需的孔径交叠率越小，越容易形成独立帧率的SAR视频。此外，在形成相同方位分辨率帧图像的SAR视频时，中心斜视角越大，所需的孔径交叠率越大。
二、作者简介
易天柱，北京市遥感信息研究所博士生，助理研究员，研究方向为微波成像雷达系统、SAR高分辨成像算法。
来源：《中国空间科学技术》2023年第5期
联系客服
