赵 博 黄 磊 周汉飞 张 亮 李 强 黄 敏

(深圳大学信息工程学院 深圳 518060)

1 引言

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)具有全天时全天候的远距离、高分辨探测能力，在遥感测绘、区域监测、地质勘探、灾难救援等众多领域发挥着重要的作用[1]。随着对SAR成像需求的日益增加，具有更高波段、更大带宽的毫米波SAR逐渐成为该领域的研究热点。相比于低频段的SAR而言，毫米波SAR能够更容易地获得更大的信号带宽与多普勒带宽，从而实现更加精细的2维高分辨成像。同时，由于毫米波信号的波长更短，使得相应的SAR天线尺寸也随之减小，从而有利于SAR系统的小型化。相比于太赫兹波段而言，毫米波具有更好的穿透性，具有准全天时工作的能力[2–6]。但是，信号带宽的增加为SAR系统带来了更加沉重的运算负担。一方面，SAR系统需要对回波数据进行高精度的数据采集，这将导致数据处理位宽增加，对系统的硬件性能提出了更高的要求；另一方面，信号采样率也需要相应地提升以避免信号频谱混叠，从而使得数据量增加，降低了数据处理的效率。

为了降低SAR数据采集、存储、传输、处理等的成本，20世纪90年代，国外学者针对SAR数据进行了1-bit采样量化的研究，利用欧洲遥感卫星ERS-1、美国航天飞机雷达X-SAR的数据进行了实验，所得到的成像结果并未引起明显的成像性能衰减[7–9]。该研究初步分析了回波噪声对成像质量的影响，但并未深入揭示1-bit采样量化与时变阈值之间的深层关系[10]。近年来，1-bit采样量化理论在系统架构简化与效率提升方面的优势再次引起信号处理领域的广泛关注。……