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高分辨率合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是SAR技术发展的重要方向,定标技术是确保其成像质量和对地定量观测的关键技术。定标参考点目标的雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)不可避免地会受到高分辨率SAR大距离信号带宽和宽方位波束的影响,从而不能再被简单地视为恒定值,需要对参考目标辐射特性进行校正,否则,将会影响辐射定标精度。论文针对高分辨率SAR辐射定标这一特殊问题开展相关研究,并结合实际工程应用设计开发高分辨率SAR辐射定标处理软件系统,主要的研究工作和成果有: (1)根据高分辨率SAR大信号带宽和宽方位波束的特点,构建了高分辨率SAR辐射定标模型,并借助FEKO三维电磁仿真软件,构建三面体角反射器的电磁散射仿真几何模型,采用快速多级子方法(MLFMM)获取目标RCS随频率/方位角的变化辐射特性,结合高分辨率SAR点目标仿真,定量分析参考目标RCS变化对辐射定标的影响程度。 (2)深入研究了大带宽和宽方位波束条件下定标参考目标辐射特性校正方法,提出了基于标准数据或参考定标体的二维波数域参考目标辐射特性校正方法。进一步,本文设计搭建了微波暗室地基SAR实验系统,并进行了系统误差分析和校准,模拟高分辨率SAR系统,获取宽带/宽方位波束下的三面角反射器回波数据,通过地基SAR实验验证了本文校正方法的有效性。 (3)结合高分辨率SAR辐射定标应用需求和功能模块分析,完成了高分辨率SAR定标处理软件系统的架构设计,该架构方案采用面向对象设计思想,将系统中每个复杂对象划分为若干简单子对象,并进行了核心类设计;针对定标数据处理应用框架下重复发生或易变化的问题,采用面向对象设计模式,以使软件系统或子系统能够最大限度地“应对变化,提高复用”。 (4)在架构设计的基础上,基于MicroSoft Visual Studio.NET集成开发工具,采用面向对象、可视化的软件开发方法,采用C++和C#编程语言分别实现了定标处理软件常用的功能模块及用户交互界面;通过星载和机载SAR定标场实测数据,对软件系统的基本功能和适用性进行了验证,表明该软件系统功能比较完善,具有较强的灵活性和可扩展性;本文还从软件的扩展与维护角度对高分辨率SAR辐射定标处理软件的后续开发进行了说明。