合成孔径雷达（SAR）是一种应用广泛的微波遥感成像雷达。传统星载SAR受雷达模糊性的内在约束，难以同时实现高分辨率和广测绘带成像，且工作模式固话，灵活性差，缺乏同时多任务和自适应能力。近年来，数字化硬件与数字波束形成（Digital Beamforming，DBF）技术的快速发展极大地促进了星载SAR系统的发展。多维波形编码（Multidimensional Waveform Encoding，MWE）是一种新的发射端DBF技术，从信息论的角度来说，MWE技术通过在发射角度域引入波形分集，相比于单独使用接收端DBF，更进一步利用了额外的系统自由度提供的信息量，在高分辨大测绘带成像、多任务观测等应用中提升性能、灵活性和自适应能力。
在新体制MWE-SAR系统实现中，运用俯仰向DBF实现多个发射波形重叠回波的可靠分离是一个关键问题，单一的星上或地面DBF方案在成像性能约束下面临着星上实时处理能力限制与下传地面数据量限制的两难选择。针对该问题，国防科技大学董臻、何峰研究员团队详细研究了星上实时波束控制与地面后置零陷控制相结合的星地混合DBF回波分离方法及其成像性能问题，在仅需提供有限的星上实时处理能力的前提下，给出的方案在显著减少下传数据量的同时获得满意的成像性能。该工作已发表在《雷达学报》2020年第5期“雷达成像识别与对抗”专题“多维波形编码SAR俯仰向级联DBF成像性能分析”（何峰，张永胜，孙造宇，金光虎，董臻）。该文首先给出星地两级DBF网络的级联结构（图1），星上部分实现子孔径实时主瓣波束指向控制，确保全测绘带内信号接收增益;地面后置自适应DBF网络则通过零陷抑制消除其它波形干扰，可自适应地形高度起伏影响。接着根据对多维波形时频结构的利用情况，提出了两种星上实时DBF方法并分析了运算量（图2）。最后对混合DBF下的成像信噪比和模糊度性能进行了理论建模和仿真实验评估（图3），结果表明，混合DBF方法可以为优化图像模糊度和信噪比性能提供额额外的设计自由度，并降低下传数据量。
图1 星地两级混合DBF网络结构图
图2 星地两级混合DBF网络下星上运算量对比图
图3 地形起伏下星地两级混合DBF网络的波形分离性能
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