双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析

第1卷第4期雷达学报Vol.1No.4 2012年12月Journal of Radars Dec. 2012

双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析

曾 涛*

(北京理工大学信息与电子学院北京 100081)

摘 要：随着雷达技术的进步和新应用需求的出现，双基地合成孔径雷达(BiSAR)在世界范围内受到了越来越多科技人员的关注，成为国际雷达界的研究热点。该文以BiSAR实验为脉络，结合BiSAR系统关键技术突破，从实验系统、处理思路和拓扑几何等方面综合论述了国内外(尤其是欧洲)的研究现状和获取成果，并且详细总结和对比了不同类型BiSAR成像处理算法，探讨了今后BiSAR系统的研究思路。

关键词：双基地合成孔径雷达(BiSAR)；BiSAR实验；BiSAR成像处理

中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号： 2095-283X(2012)04-0329-13 DOI: 10.3724/SP.J.1300.2012.20093

Bistatic SAR: State of the Art and Development Trend

Zeng Tao

(School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

Abstract: Bistatic SAR (BiSAR) systems have attracted the interests from global researchers and become a hotspot in the international radar community due to the progress of radar technology and rapidly increased applications nowadays. Based on the BiSAR experiments and breakthrough of the key technology, the paper summarized the general progresses of BiSAR systems, especially in European radar community, from different aspects such as system design, processing idea and topology etc. Different bistatic image formation algorithms have been analyzed and reviewed. Finally, the development trend is discussed in the paper.

Key words: Bistatic Synthetic Aperture Radar (BiSAR); BiSAR experiment; Bistatic image formation algorithm

1引言

双基地合成孔径雷达(Bistatic Synthetic Aperture Radar, BiSAR)系统通常是指空间中收发天线分置于不同平台的SAR系统。与传统单基地SAR(Monostatic SAR, monoSAR)系统相比，BiSAR系统具有不可比拟的优势，例如接收机“静默”工作带来的隐蔽性好、安全性高、抗干扰能力强；可以获取目标多视角散射信息，利于目标数据融合；部署灵活，配置多变，甚至可以利用导航卫星、通信卫星系统等作为外辐射源。

上世纪70年代末，美国率先开展进行了BiSAR 系统的研究工作，通过理论研究和一系列机载和星机BiSAR实验[1－4]，初步解决了诸多BiSAR系统难题，并验证了BiSAR技术的可行性。然而由于技术问题和缺乏有效的成像算法，限制了上个世纪90年代后期的BiSAR研究。进入新世纪以来，随着机载

2012-12-05收到，2012-12-10改回；2012-12-17网络优先出版

国家自然科学基金重点项目(60890073)及重大国际合作项目(61120106004)资助课题

*通信作者：曾涛 zengtao@ 和星载SAR技术的不断进步，全球范围内掀起了BiSAR研究热潮，尤其是欧洲地区[5－12]。近10年以来，德国应用科学研究所(Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften, FGAN)和德国

宇航局(German Aerospace Center, DLR)陆续开展

了一系列机载、星载和星-地等几何配置下的BiSAR

实验，得到了非常好的实验结果[5,9]。英国各大科研

机构[8,13,14]，如UCL(University College London), UoB(University of Birmingham)等大学，开展了机载、基于非雷达外辐射源等几何配置下的BiSAR实验；西班牙加泰罗尼亚理工大学[16]实现了基于干涉

应用的静止接收BiSAR 实验(SABRINA: SAR Bistatic Fixed Receiver for Interferometric Applications)。此外，意大利、法国等国家的科研

机构也积极开展了BiSAR系统的科研工作[11,17,18]。

与此同时，在上述BiSAR实验的推动下，BiSAR

成像算法的研究工作也逐渐深入、不断完善，如基

于Smile算子[19]，LBF算子[20,21]、级数反转算子[22]

等思想的成像算法。

在国内，电子科技大学[23]、北京理工大学[24,25]、中国科学院电子学研究所[26－28]等科研院所也陆续开