韓曉磊　張慶君　劉　杰　張潤寧（北京空間飛行器總體設計部，北京 00094）（航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 00094）

應用二維電掃描的星載EAR凝視馬賽克模式研究

韓曉磊1張慶君1劉杰1張潤寧2
（1北京空間飛行器總體設計部，北京 100094）（2航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 100094）

應用機械掃描實現(xiàn)的星載SAR馬賽克模式對衛(wèi)星平臺敏捷機動能力提出高的要求，且由于存在不完全分辨率區(qū)域，導致成像效率下降。文章提出一種應用二維電掃描的星載SAR馬賽克模式實現(xiàn)方案，它利用二維電掃描，形成多個彼此相鄰的聚束圖像塊，通過拼接這些相鄰的聚束圖像實現(xiàn)成像范圍的擴展，稱之為凝視馬賽克模式，對應地稱采用機械掃描實現(xiàn)的馬賽克模式為滑動馬賽克模式。文章針對凝視馬賽克模式的特點，提出了一種新的系統(tǒng)參數設計方法，通過系統(tǒng)參數設計實例對比分析了凝視馬賽克模式和滑動馬賽克模式的特點。此外，還分析了相控陣天線不同天線結構對凝視馬賽克模式的影響，并通過優(yōu)化設計得到了滿足需求的系統(tǒng)參數。

合成孔徑雷達；凝視馬賽克；電掃描；高分辨率寬測繪帶

1　引言

自從世界上第一顆合成孔徑雷達（SAR）衛(wèi)星——海洋衛(wèi)星（Seasat）問世以來，由于其具備全天時全天候成像能力，受到世界各國的廣泛重視，并得到了快速發(fā)展。分辨率和成像范圍是SAR衛(wèi)星兩個最重要的性能指標，分辨率反映SAR圖像的細節(jié)分辨能力，成像范圍反映SAR衛(wèi)星的成像效率和大尺度場景整體觀測性能。在傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星中受限于最小天線面積等制約因素，分辨率和成像范圍不能同時提高。但是在軍事偵察、災害監(jiān)測等應用領域，須要對大場景進行整體高分辨率成像，傳統(tǒng)星載SAR工作模式難以滿足此類需求。馬賽克模式是一種新興的SAR工作體制，可以看作聚束和掃描的混合模式，它在距離向通過天線波束不同子測繪帶之間切換實現(xiàn)寬測繪帶成像，在方位向通過波束反向掃描實現(xiàn)高分辨率成像［1-2］。馬賽克模式最早由以色列科學家在2004年的歐洲合成孔徑雷達會議上提出，2008年1月21日發(fā)射的以色列合成孔徑雷達技術試驗衛(wèi)星（TECSAR）成功應用馬賽克模式，實現(xiàn)了25km×25 km范圍內1.8m分辨率成像［2-4］。文獻［1，5］對馬賽克模式的原理進行了簡要介紹，同時給出了馬賽克模式子測繪帶全分辨率圖像連續(xù)的條件。文獻［6］提出了一種馬賽克模式的實現(xiàn)方式，它的距離向波束切換通過電掃描完成，方位向波束掃描通過機械掃描實現(xiàn)，單個成像塊成像過程中，波束中心始終指向遠離地面的虛擬旋轉中心，波束的地面投影足跡緩慢向前移動，以此擴展方位向成像范圍，這正是TECSAR所采用的馬賽克模式的實現(xiàn)方式。

傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星馬賽克模式實現(xiàn)方式要求衛(wèi)星平臺具有高敏捷機動能力，成像過程中，通過衛(wèi)星平臺繞三個主軸姿態(tài)機動，帶動天線波束掃描，得到馬賽克模式成像所需波束指向，俯仰向機動速度可達到0.5（o）/s以上，同時要求衛(wèi)星姿態(tài)機動過程中，保持較高的穩(wěn)定度，一般要求姿態(tài)指向穩(wěn)定度高于0.001（o）/s，這無疑將增加整星的實現(xiàn)難度。此外，傳統(tǒng)馬賽克模式要求波束足印在地面上滑動，導致覆蓋范圍內不完整成像區(qū)域出現(xiàn)，拼接時需要將這部分區(qū)域剔除，導致成像效率降低。本文提出一種新的SAR衛(wèi)星馬賽克模式實現(xiàn)方式，它充分利用相控陣天線的波束指向二維捷變能力，獲得馬賽克模式成像所需的波束指向，不須要衛(wèi)星姿態(tài)機動提供雷達波束掃描，降低了衛(wèi)星控制系統(tǒng)的實現(xiàn)難度。由于成像過程中衛(wèi)星姿態(tài)保持不變，避免了姿態(tài)機動導致的GPS天線遮擋問題，降低了高精度測定軌實現(xiàn)難度。同時，成像過程中恒定的衛(wèi)星姿態(tài)降低了數傳天線瞄準地面站的難度，保證了數據下傳效率。此外，本文提出的馬賽克模式通過二維天線電掃描角度設計，使單個成像塊成像過程中，波束足印保持不動，避免了不完整成像區(qū)域的出現(xiàn)，最大限度地保證了SAR衛(wèi)星的成像效率。因為這種模式下雷達波束始終瞄準地面確定點，處于凝視狀態(tài)，稱之為凝視馬賽克模式，對應地稱傳統(tǒng)的馬賽克模式為滑動馬賽克模式。

2　凝視馬賽克模式工作原理

凝視馬賽克模式在單個成像塊成像期間，波束圍繞本成像塊的地面成像場景中心進行旋轉掃描，波束地面足印保持不動，處于凝視狀態(tài)，通過增加累積成像時間，提高方位向分辨率，直到滿足分辨率需求。當一個成像塊區(qū)域成像完成后，波束切換到下一條子測繪帶進行成像，以此提高測繪帶寬度，依次切換子測繪帶，直到距離向滿足覆蓋需求。所有子測繪帶循環(huán)一次后，跳回最初的子測繪帶進行這個子測繪帶內的下一個成像塊成像，此時成像塊成像場景中心發(fā)生改變，向前跳躍一個波束地面覆蓋區(qū)長度，實現(xiàn)方位向成像場景的擴展（事實上，跳躍距離應小于波束地面覆蓋區(qū)長度，以保證同一子測繪帶內相鄰兩個成像塊圖像能以一定的重疊度進行拼接），工作原理如圖1所示。凝視馬賽克模式的每個成像成像塊都是一個斜視聚束，它們的成像區(qū)域相鄰，通過拼接這些相鄰的聚束圖像實現(xiàn)成像范圍的擴展。

凝視馬賽克模式所需的雷達波束掃描可以通過相控陣天線實現(xiàn)，它具備波束指向靈活捷變能力，可以根據指向需求快速調整，增加了系統(tǒng)靈活性。同時不需要衛(wèi)星平臺進行實時姿態(tài)機動，降低了平臺實現(xiàn)難度。凝視馬賽克模式在單個成像塊成像過程中波束地面足印不移動，避免了因滑動造成不完全分辨率圖像的出現(xiàn)，所以實現(xiàn)相同的成像指標，它所需要的方位向掃描范圍較滑動馬賽克模式少，它的成像效率更高（凝視馬賽克模式的圖像中也存在少量不完全分辨率圖像，這是由波束地面足印的旋轉造成的，這與聚束模式相同［7］）。但是由于整個成像塊成像過程中，地面目標始終對應天線方向圖的同一位置，缺少波束移動的平滑作用，因此，凝視馬賽克模式的方位向不均勻現(xiàn)象較滑動馬賽克模式更為嚴重［7-9］。

圖1　馬賽克模式工作原理示意Fig.1　Pictorial concept of mosaic mode

凝視馬賽克模式的分辨率與波束寬度無關，只由這個成像塊的成像時間和空間幾何關系決定，通過增加成像時間可以獲得遠高于條帶模式的方位向分辨率。由于方位向波束掃描范圍有限，分辨率的提高是以犧牲成像場景為代價，通過調整每個成像塊的合成孔徑時間能實現(xiàn)分辨率和成像場景之間的折中權衡。由SAR的分辨率理論可知:多普勒帶寬決定最終的方位向分辨率，而多普勒帶寬由成像過程中波束轉過的角度決定；如圖2所示，根據文獻［10］，瞬時多普勒頻率為

式中:θs為瞬時斜視角；Vs為衛(wèi)星速度；λ為載波波長。

圖2　凝視馬賽克單個成像塊空間幾何關系Fig.2　Spatial geometry relation of single burst of staring mosaic mode

凝視馬賽克模式某一成像塊成像過程中，起始掃描角為θstart，結束掃 描角為θend，則整個成像時間內的多普勒帶寬Ba為這兩個瞬時斜視角所對應的多普勒頻率之差:

式中:fstart，fend分別為起始和結束掃描角對應的多普勒頻率。根據合成孔徑雷達分辨率原理，方位向分辨率ρa得

將式（2）代入式（3），可以得到方位向分辨率為

式中:γw_a為方位向展寬因子。

在凝視馬賽克模式中，波束除了需要在距離向不同子測繪帶間切換外，還需要在方位向實時調整波束指向，以使波束在單個成像塊成像時間內始終覆蓋相同地面區(qū)域。此外，為了適應子測繪帶間切換時的視角變化，以及實現(xiàn)方位向成像場景擴展，凝視馬賽克模式在成像塊切換時，波束指向在方位向也需要跳變。可見，實現(xiàn)凝視馬賽克模式需要天線系統(tǒng)能靈活控制波束指向，并需要天線具有波束指向快速跳變能力，同時為了使不同成像塊圖像能準確拼接，需要精確控制地面成像區(qū)域位置，這對波束指向精度又提出了非常高的要求。機械掃描天線由于慣性作用很難實現(xiàn)上述波束操作，而電掃描方式能通過控制不同天線陣元的信號相位和幅度，快速改變天線波束的指向和形狀，有利于減少波束切換時的時間損失，電掃描方式的這些特點使它非常適合用于實現(xiàn)凝視馬賽克模式。

3　應用二維電掃描的凝視馬賽克模式系統(tǒng)設計方法

根據式（4），凝視馬賽克模式的方位向分辨率由單個成像塊的起始和結束掃描角決定，在凝視馬賽克模式系統(tǒng)設計時，需要根據分辨率需求計算出所有成像塊的初始和結束掃描角。由于具體某一成像塊的起始和結束掃描角與它之前成像塊的掃描情況有關，所以系統(tǒng)設計時需要從中間成像塊開始設計，當一個成像塊的系統(tǒng)參數計算完成后，它們將作為下一個成像塊計算時的輸入參數，如此遞推計算，直到成像范圍滿足覆蓋要求。計算過程中需要判斷每個成像塊的噪聲等效后向散射系數（NESZ）和模糊度（ASR）是否滿足設計要求（其中模糊度指標包含兩部分，分別為距離模糊度（RASR）和方位模糊度（AASR））。如不滿足，更改方位向波束寬度，重新進行上述計算，直到滿足設計要求，具體流程如圖3所示。

所有成像塊按不同子測繪帶沿方向分配到不同組，具有奇數和偶數個子測繪帶的凝視馬賽克模式地面成像場景結構如圖4所示，該圖中每個子測繪帶的第0組成像塊位于場景中心。圖4中成像塊符號中的數字下標代表成像塊所在的子測繪帶號和方位向成像塊組號，如Bd_2_0代表第2條子測繪帶的第0組成像塊。具有奇數個子測繪帶的凝視馬賽克模式，零斜視角位置位于中間子測繪帶中間成像塊的中央位置，如圖4（a）中Bd_2_0成像塊。具有偶數個子測繪帶的凝視馬賽克模式零斜視角位置位于兩個中間子測繪帶中間成像塊的切換位置，如圖4（b）中的 Bd_2_0和 Bd_3_0成像塊之間的切換位置。上述兩種情況下，都是子測繪帶1的左側第一個成像塊（Bd_1_—2）被首先照射，然后其它子測繪帶被依次照射成像。系統(tǒng)設計時，首先從零斜視角位置所在的中間成像塊開始設計，這時需要對子測繪帶的奇、偶情況進行區(qū)分。

圖3　凝視馬賽克模式系統(tǒng)設計流程圖Fig.3　Flow diagram of staring mosaic mode system design

圖4　凝視馬賽克模式的地面成像場景結構示意Fig.4　Timeline configuration of the staring mosaic mode

1）奇數個子測繪帶

零斜視角位置在中間子測繪帶的第0組成像塊中間，如圖4（a）中Bd_2_0成像塊，系統(tǒng)設計從此成像塊開始。第0組成像塊（Bd_2_0）的中心斜視角為0o，它的成像幾何對稱分布，因此起始和結束斜視角絕對值相同，根據式（4）容易得到起始和結束掃描角分別為計算得到這兩個掃描角后，通過空間幾何關系可以很容易得到這個成像塊的合成孔徑長度和駐留時間［］。

當中心成像塊計算完成以后，將分為照射前、后兩個方向按組計算所有成像塊的參數，注意在計算照射時間早于零斜視角位置的成像塊參數時（左側成像塊（例如Bd_2_1）及第0組成像塊位于中間子測繪帶上方的成像塊（例如Bd_1_0）），先根據中心成像塊的起始掃描位置計算前一個成像塊的結束掃描位置，在忽略波束切換時間的情況下二者是重合的。然后根據這個結束掃描位置，結合這個成像塊的地面場景中心位置，計算它的結束掃描角。隨后根據下式，能得到它的起始掃描角為

然后根據起始和結束掃描角，可以得到這個成像塊的合成孔徑長度和駐留時間，進而得到它的起始掃描位置，以此來計算下一個成像塊的結束掃描角，以此類推。

在計算照射時間晚于零斜視角位置的成像塊參數時（右側成像塊（例如Bd_2_1）及第0組成像塊中位于中間測繪帶下方的成像塊（例如Bd_3_0）），首先根據中心成像塊的結束掃描位置計算后一個成像塊的起始掃描位置，在忽略波束切換時間的情況下二者是重合的，隨后根據這個起始掃描位置，計算它的起始掃描角。然后根據下式，能得到這個成像塊的結束掃描角為

隨后可以計算這個成像塊的合成孔徑長度和駐留時間，得到它的結束掃描位置，以此來計算下一個成像塊的起始掃描角，以此類推直到滿足覆蓋要求。

2）偶數個子測繪帶

具有兩個中間成像塊，如圖4（b）所示，系統(tǒng)設計從這兩個中間成像塊開始。上方中心成像塊（如圖4中Bd_2_0成像塊）的結束掃描角為0，可以根據式（6）計算它的起始掃描角。下方中心成像塊（如圖4中Bd_3_0成像塊）的起始掃描角為0，可以根據式（7）計算它的結束掃描角。中間成像塊計算完成后，利用上方中心成像塊（如圖4中Bd_2_0成像塊）的起始掃描位置計算前一個成像塊（如圖4中Td_1_0）的結束掃描位置，利用下方中心成像塊（如圖4中Bd_3_0成像塊）的結束掃描位置計算后一個成像塊（如圖4中Bd_4_0成像塊）的起始掃描位置，計算方法與奇數個子測繪帶情況相同，這里不再累述。

計算出成像塊系統(tǒng)參數之后，需要根據它的斜視幾何，計算這個成像塊的噪聲等效散射系數和模糊度，評估是否符合系統(tǒng)設計要求，如果不滿足性能要求，需要減小波束寬度以改善這些性能參數。隨后，通過斜視幾何計算這個成像塊的圖像長度，此參數將作為下一組成像塊計算的輸入參數，用來確定該成像塊的中心位置。隨后計算圖像的總長度，如果任何一條子測繪帶的圖像總長度不能滿足設計要求，則需要增加一組成像塊，然后重復上述操作，直到滿足方位向覆蓋要求。

4　實驗驗證

4.1凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式對比分析

凝視馬賽克模式在單個成像塊成像過程中波束地面足印不移動，避免了滑動馬賽克模式中存在的不完全分辨率成像區(qū)域問題，所以，它較之滑動馬賽克模式具有更高的成像效率。凝視馬賽克模式的高效率是通過波束地面足印不移動，使整個波束覆蓋區(qū)成為有效成像區(qū)域得到的。但是，由于波束邊緣覆蓋區(qū)的天線增益下降，且缺少波束移動的天線方向圖平滑作用，導致凝視馬賽克模式相比于滑動馬賽克模式，方位向系統(tǒng)性能指標惡化，且起伏更為嚴重［11］。

本部分通過系統(tǒng)設計實例與滑動馬賽克模式作對比，分析凝視馬賽克模式的性能特點。系統(tǒng)設計的輸入參數見表1，分別采用文獻［6］和本文給出的系統(tǒng)設計方法完成滑動馬賽克模式和凝視馬賽克模式系統(tǒng)方案設計。同樣設計具有三條子測繪帶的滑動馬賽克模式和凝視馬賽克模式系統(tǒng)方案，每條子測繪帶寬度為12.0km，相鄰成像塊之間的重疊度為5%，這兩個系統(tǒng)方案的距離向覆蓋特性相同。

表1　系統(tǒng)設計輸入參數表Table1　Eystem design input parameters

續(xù) 表

對比分析兩種馬賽克模式的系統(tǒng)設計結果，具體見表2。

表2　凝視馬賽克與滑動馬賽克系統(tǒng)設計結果對比表Table2　Design result contrast between staring mosaic and sliding mosaic

由設計結果可知，滑動馬賽克模式通過方位向波束在±11.77o范圍內掃描，實現(xiàn)方位向31.2km范圍內的1.0m分辨率成像。同樣條件下，凝視馬賽克模式僅需要方位向波束在±10.99o范圍內掃描，就能實現(xiàn)方位向35.6km范圍內的1.0m分辨率成像。由此可見，凝視馬賽克模式相比于滑動馬賽克模式具有更高的成像效率。圖5為凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式圖像強度變化對比圖，由圖5可見凝視馬賽克模式的“扇貝效應”比滑動馬賽克模式更嚴重，在滑動馬賽克模式中方位向圖像強度變化量最大，僅為1.43dB，而在凝視馬賽克模式中方位向強度變化量大于5.39dB（此值在圖像拼接有效范圍內得到）。圖6為凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式的方位模糊性能對比圖，由圖6可見凝視馬賽克模式的方位模糊比（AASR）性能不及滑動馬賽克模式，而且沿方位向起伏嚴重，在滑動馬賽克模式中AASR最差為—23.71dB，AASR方位向起伏小于2.47dB，而在凝視馬賽克模式中AASR最差為—14.29dB，AASR方位向起伏大于12.73dB。圖7展示了凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式的NESZ性能表現(xiàn)，由圖7可知凝視馬賽克模式相比于滑動馬賽克模式，NESZ性能指標惡化，而且沿方位向起伏更為嚴重，在滑動馬賽克模式中NESZ最差為—20.19dB，NESZ方位向起伏小于2.11dB，而在凝視馬賽克模式中NESZ最差為—16.28dB，NESZ方位向起伏大于5.54dB。

圖5　凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式圖像強度變化對比圖Fig.5　Image intensity fluctuation contrast between staring mosaic and sliding mosaic

圖6　凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式方位模糊性能對比圖（以第2條子測繪帶為例）Fig.6　Azimuth ambiguity performance contrast between staring mosaic and sliding mosaic （Take second subswath as an example）

圖7　凝視馬賽克模式與滑動馬賽克模式NESZ性能對比Fig.7　NESZ performance contrast between staring mosaic and sliding mosaic

4.2凝視馬賽克模式設計實例分析

由上述分析可知，凝視馬賽克模式成像效率優(yōu)于滑動馬賽克模式，但它的AASR和NESZ性能較之滑動馬賽克模式惡化，并且沿方位向起伏更為嚴重。本部分將對上述凝視馬賽克模式設計實例的系統(tǒng)參數進行優(yōu)化設計，以得到AASR和NESZ性能滿足需求的系統(tǒng)設計實例。首先，通過增加成像塊之間的重疊度，將每個成像塊的有效成像區(qū)域縮減10%，以此提高圖像拼接處的性能表現(xiàn)。其次，通過增加脈沖重復頻率（PRF）改善AASR性能。最后，將峰值發(fā)射功率增加到12000W，天線效率提高到0.8，噪聲系數降低到3.2dB，以此改善NESZ性能。系統(tǒng)設計實例中PRF選擇結果如圖8所示，系統(tǒng)設計參數見表3。最終通過方位向波束在±11.16o范圍內掃描，實現(xiàn)了方位向30.5km范圍內的1.0m分辨率成像。值得注意的是這樣的性能指標提高，是以犧牲部分成像效率和增加工程實現(xiàn)難度為代價的。

此設計實例采用二維電掃描實現(xiàn)，在掃描角度較大時存在柵瓣升高、波束展寬及主瓣增益下降等方向圖畸變，將導致AASR和NESZ等性能參數惡化。通過減小天線陣元間距，能有效降低上述畸變影響，但這需要增加大量的發(fā)射/接收（T/R）組件，將導致系統(tǒng)的質量、復雜度和成本升高。本部分對比分析陣元間距分別為0.7λ、1.0λ和2.0λ三種天線結構對系統(tǒng)性能的影響，對比結果見表4。這里不同天線結構體現(xiàn)在方位向上，而距離向天線結構相同，因此對距離模糊的影響可以忽略。由于本實例選擇的PRF使方位模糊區(qū)在三種天線方案下都避開了天線方向圖的柵瓣，因此不同天線結構下方位模糊的差別不大。三種天線結構下的圖像強度起伏對比結果如圖9所示，可見隨著天線陣元間距增加，圖像強度方位向變化量增加，所得圖像的方位向非均勻現(xiàn)象變嚴重。NESZ性能表現(xiàn)對比結果如圖10所示，可見隨著天線陣元間距增加，NESZ性能逐漸惡化，且沿方位向起伏增大。

圖8　系統(tǒng)設計斑馬圖Fig.8　Diamond diagram showing system design

表3　系統(tǒng)設計參數表Table3　Eystem design parameters

表4　三種天線結構對系統(tǒng)性能的影響分析結果表Table4　Eystem performance analysis result for three different antenna structures

圖9　不同天線結構下圖像強度變化對比Fig.9　Image intensity fluctuation contrast for different antenna structures

圖10　不同天線結構下NESZ性能對比Fig.10　NESZ performance contrast for different antenna structures

由上述分析可知，當天線陣元間距從0.7λ增加到1.0λ，系統(tǒng)性能指標下降并不明顯，但當天線陣元間距增加到2.0λ時，系統(tǒng)性能急劇惡化到不可接受。系統(tǒng)設計過程中需要綜合考慮天線陣元間距減小帶來的性能提升和所付出的成本，選擇合適的天線方案。例如，綜合考慮上述因素后，本系統(tǒng)設計實例中最終采用陣元間距為1.0λ的天線方案。

5　結束語

本文提出了一種新的應用二維電掃描的星載SAR凝視馬賽克模式，它通過拼接二維相鄰的聚束圖像實現(xiàn)大場景高分辨率成像，能夠同時兼顧分辨率和成像范圍，大幅提升SAR衛(wèi)星的成像性能指標。分析了凝視馬賽克模式的性能特點，給出了一種基于二維電掃描的實現(xiàn)方式，針對此模式提出了一種新的系統(tǒng)設計方法。通過系統(tǒng)設計仿真實例，對比滑動馬賽克模式，分析了凝視馬賽克模式的性能特點。本文的仿真與分析結果說明:凝視馬賽克模式單個成像塊的有效成像區(qū)域為完整的波束足印，不存在天線足印滑動導致的不完全分辨率區(qū)域，相比滑動馬賽克模式，具有更高的成像效率。同時，這種模式所須的方位向波束掃描和距離向波束跳變，通過相控陣天線的二維電掃描實現(xiàn)，具有波束指向靈活的特點，同時降低了SAR衛(wèi)星平臺控制分系統(tǒng)、測控分系統(tǒng)和數傳分系統(tǒng)等的實現(xiàn)難度。

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（編輯：張小琳）

Study on a Space-borne SAR Staring Mosaic Mode Based on Two-dimensional Electronic Steering

HAN Xiaolei1ZHANG Qingjun1LIU Jie1ZHANG Running2
（1 Beijing Institute of Spacecraft System Engineering，Beijing 100094，China）
（2 DFH Satellite Co.，Ltd.，Beijing 100094，China）

The space-borne SAR mosaic mode realized by mechanical steering requires very high agility maneuver ability，and the appearance of the imaging area with incomplete resolution brings on the decrease of the imaging efficiency.In the paper，we propose a novel mosaic mode based on two-dimensional electronic steering.The mode can generate many adjacent spotlight images using two-dimensional electronic steering.Then，it extends the coverage by integrating the spotlight images.In this paper，we name the novel mosaic as staring mosaic，whereas name the mosaic mode realized by mechanical steering as sliding mosaic.According to the characteristics of staring mosaic，we present a new system design method in the paper.Furthermore，staring mosaic mode is compared with sliding mosaic mode with a system design example.Moreover，we analyze the effect of different antenna configurations to staring mosaic mode.Finally，through optimization design，a satisfied system example is present.

SAR；staring mosaic；electronic steering；high-resolution wide-swath

TN958

A

10.3969/j.issn.1673-8748.2016.03.003

2015-09-09；

2016-04-21

國家重大航天工程

韓曉磊，男，博士，從事合成孔徑雷達衛(wèi)星工作體制與信號處理研究。Email：hanxiaolei23@163.com。