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本文以机载SAR主要涉及的低空对流层为研究重点，结合国内外最新研究成果，从大气损耗、大气折射以及大气湍流三个方面展开研究，具体研究由于大气折射或湍流等因素造成的折射率变化（起伏），着眼于高分辨率机载SAR的成像性能，利用实际的Ku波段0.1米分辨率SAR回波数据，仿真分析了各种因素对于SAR图像聚焦的影响。大气环境存在着三种微波信号衰减源：氧气和水蒸气造成的晴空吸收、云层和雨水。通过一系列细致的计算公式，给出了各种损耗因子造成的衰减率，针对机载SAR定量分析了典型不利天气条件下的大气衰减率和频率依赖性，以及不同条件下机载SAR的最佳工作频段。对于高分辨率机载SAR，由于电波传播的对流层大气介质的折射率随高度变化，所产生的相位误差将影响其成像性能。对大气折射率变化影响高分辨率机载SAR性能的机理进行了分析，用数值计算的方法给出了X波段和Ku波段SAR在不同分辨率下的最大作用距离，仿真了大气折射影响SAR图像聚焦的实际效果。当电波传播过程中存在大气湍流区时，折射率随机起伏所产生的相位误差也将影响成像性能。分析了湍流折射率起伏对高分辨率机载SAR成像性能的影响方式，提出了一种较为完整的相位误差仿真方法，利用Ku波段0.1米分辨率SAR回波数据，仿真了大气湍流影响SAR图像聚焦的实际效果。