中文摘要：

利用长波长星载合成孔径雷达（SAR）对电离层进行探测是当前热点的前沿课题之一。本项目重点研究了基于星载HF频段SAR探测顶层电离层的理论和方法。完成了基于三维正交偶极子天线的星载HF-SAR方位-距离二维成像工作体制的设计，建立了星载HF-SAR探测电离层不规则体的散射回波信号模型并构建了数字化信号仿真系统，基于斜视等效距离模型提出了一种对电离层不规则体进行二维成像的时域频域混合相关改进算法。在完成计划研究内容的基础上，突破传统SAR工作体制的束缚，探索并提出了一种基于多通道阵列天线实现顶层电离层立体探测的新体制，包括多发多收(MIMO)和单发多收(SIMO)两种模式。MIMO模式利用电离层反射信号特征生成二维电子密度分布图，SIMO模式生成不规则体的三维分布图像。针对上述两种新模式提出了相应的信号仿真和成像处理算法，计算机仿真验证了工作模式的可行性和成像处理方法的有效性。此外，基于不规则体异质性概念，研究了SAR图像异质性问题及其在后处理中的应用；针对电离层对长波长雷达信号的影响，研究了星载SAR定标处理和电离层法拉第旋转校正方法等问题。本项目对电离层空间环境探测具有重要的参考价值。