分布式小卫星MIMO-SAR：低PRF下的高分辨率成像策略

分布式小卫星MIMO-SAR超高分辨成像方法是一种新兴的星载雷达技术，它利用多发多收（MIMO）原理来突破传统单通道合成孔径雷达（SAR）在高分辨率与宽测绘带之间存在的局限。MIMO-SAR通过配置多个独立的发射和接收天线，能够在同一颗卫星上实现同时发送和接收多个频率信号，形成星载聚束配置，从而大幅提升成像性能。 聚束模式是MIMO-SAR获取高分辨率图像的关键，它依赖于全孔径信号的多普勒带宽。为了防止回波信号的多普勒混叠，传统上要求脉冲重复频率（PRF）高于多普勒带宽，但这会限制测绘带宽。抑制距离模糊算法如方位相位编码（APC）被广泛应用，但其对PRF的要求较高，可能导致数据量剧增和存储压力增大。因此，分布式小卫星MIMO-SAR倾向于采用低PRF模式，结合方位解模糊算法来减少方位模糊，如空间自由度空域滤波或子孔径信号的解模糊处理，以保持成本效益。 在追求高分辨率的同时，发射超宽带信号对于硬件设备提出了挑战。超宽带信号的产生往往需要高性能的硬件支持，而这在卫星平台中不易实现。一种解决策略是使用窄带步进频率信号，通过后处理的带宽合成技术，如时间域或频域合成，来扩展雷达信号的频谱范围，从而达到超宽带的效果。 分布式小卫星MIMO-SAR的超高分辨成像方法涉及天线设计、信号处理策略（包括抑制距离模糊和方位解模糊）、以及复杂的数据处理技术，尤其是带宽合成技术，这些技术的融合使得在低成本和高效能的基础上，实现对复杂地理环境的精细探测。随着技术的发展，分布式小卫星在MIMO-SAR领域的应用潜力巨大，有望在未来卫星成像领域发挥重要作用。