MIMO-SAR waveform separation

MIMO-SAR（多输入多输出合成孔径雷达）技术是近年来雷达领域研究的热点之一，它通过合理地设计雷达系统的多输入多输出（MIMO）架构，可以大大增强系统的自由度（DOF），进而优化空间分集增益和相干集成增益，显著提高目标检测性能。MIMO-SAR技术还能通过稀疏阵列的构建来扩大阵列孔径、抑制栅瓣，从而增强SAR（合成孔径雷达）的多功能性能，并有效解决传统SAR成像中大视场和高方位分辨率之间的矛盾。 然而，MIMO-SAR技术在实际应用中面临的一个核心难题就是波形分离问题。由于在同一频率带中可能存在多个编码正交波形的相互耦合，不同波形之间的交叉相关噪声会严重影响最终的MIMO-SAR图像质量。特别是当波形数量大于两个时，即使波形是完全正交的，每个波形的综合集成旁瓣电平（SISLR）也会因为交叉相关噪声而显著大于零。 针对这一问题，本篇文献提出了基于脉冲间相位调制和距离-多普勒解耦滤波的波形分离方法。通过研究SAR的多普勒特性，文献作者提出了一种新颖的二维距离-多普勒解耦滤波（RDDF）方法，以提高SISLR。该方法通过在不同的发射波形之间进行脉冲间相位调制，以有效分离波形。 文章的后续部分详细描述了信号模型和所提出的RDDF方法，通过一系列数值实验验证了该方法的有效性。在实际的MIMO-SAR系统中，多个发射器和接收器并行工作，利用波形分离技术可以确保每个发射波形独立成像，互不干扰，从而达到提升分布式地形成像质量的目的。 此外，文献中还指出了在实际的多波形系统中，完全正交的波形是不现实的。因此，即便在设计中努力实现波形之间的正交性，但在实践中仍然会出现一定程度的交叉相关噪声。这种噪声的出现会影响MIMO-SAR图像质量，因而波形分离技术的开发是至关重要的。 总而言之，本篇文献是关于MIMO-SAR中波形分离技术的深入研究，它提出了一种新的波形分离方法，并通过实验验证了该方法的优越性。这对于致力于MIMO-SAR技术研究的同行而言，无疑提供了一种有效解决波形间干扰问题的理论依据和实践指导。通过这样的研究，MIMO-SAR技术在未来的应用中将能更好地发挥其在遥感、地理信息系统（GIS）以及多领域中的潜力，为人类提供更高精度的地理信息和环境监测数据。