合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)作为一种主动式微波成像传感器，通过发射宽带调频信号和脉冲压缩技术实现距离向高分辨率，通过方位合成孔径技术获得方位向高分辨率。与光学及高光谱遥感手段相比，SAR具备全天时、全天候的成像能力，获得的图像能够反映目标微波散射特性，而且具有一定的穿透性，是获取地物信息的一种重要技术手段。星载SAR是以卫星等空间飞行器为运动平台，具备全球观测能力，在全球军事侦察、环境遥感、自然灾害监测及行星探测等领域发挥了不可替代的作用。

从1978年美国发射第1颗SAR卫星SEASAT开始，星载SAR逐渐成为对地观测领域的研究热点，很多国家都陆续开展了星载SAR技术研究并制定了相应的星载SAR卫星系统发展规划。进入21世纪以来，世界上多个航天强国相继部署了各自的星载SAR卫星系统，并实现了SAR卫星的更新换代，如欧空局(ESA)发射了接替EnviSAT的Sentinel-1。近十几年来，星载合成孔径雷达在系统体制、成像理论、系统性能、应用领域等方面均取得了巨大发展，SAR图像的几何分辨率从初期的百米提升至亚米级。从早期单一的工作模式，到现在的多模式SAR；从固定波束扫描角(条带模式)到波束扫描(聚束模式，滑动聚束模式)，再发展到二维波束扫描模式(Sentinel的TOPS模式，TecSAR的马赛克模式等)；从传统单通道接收到新体制下多通道接收，同时实现高分辨率与宽测绘带；从单一频段、单一极化方式发展到多频多极化；从单星观测发展到多星编队或多星组网协同观测，实现多基地成像与快速重访。目前，新体制星载SAR技术的研究与应用已成为我国对地观测领域的重点发展方向。

本文将围绕星载SAR技术发展趋势展开论述。主要从多方面探讨未来星载SAR的发展趋势。

1.高分辨率SAR成像：空间几何分辨率是星载SAR系统的核心性能指标，直接反应了SAR系统对目标与地物的描述能力，高分辨率能够更为精细地反映目标特征信息，便于目标识别和特征提取，在航天军事侦察、地形测绘及灾害评估等领域具有重要的应用价值。近20年来，为了使星载SAR系统实现高分辨率成像，各国专家学者们一直在不懈地寻找新的雷达工作体制和方法，因此，高分辨率星载SAR一直是国际星载SAR技术发展的重点。

2.高分辨率宽幅成像：传统星载SAR系统参数间存在复杂的相互制约关系，其成像几何指标方位分辨率与成像幅宽无法同时提高，表现为最小天线面积、二维模糊^[22]以及等效噪声后向散射系数(Noise Equivalent Sigma Zero, NESZ)等指标约束，并共同构成对星载SAR的系统性能约束。目前，方位向多波束在与其它工作体制或模式相结合时的高鲁棒性信号重构、误差估计等方面仍需进一步研究；变PRF技术需深入研究时变收发时序设计、缺失数据恢复、数据均匀化重建等问题；DBF技术在SAR中的应用已被德国DLR、美国NASA和中国AIR-CAS等多个研究机构通过试验完成初步验证，但若实现在星载SAR中的工程应用，仍需解决高相干性合成算法、高效处理架构、高精度幅相标定等工程技术问题；MIMO-SAR需重点解决实用化正交波形设计、高精度回波分离等问题。

3.星载双/多基SAR：自2000年伊始，双/多基SAR凭借其独特优势，日益获得研究者的重视。从2004年开始，每年的SAR领域最权威的两个国际会议IGARSS和EUSAR都会设立一个关于双基SAR的分会。由于多基SAR收发分置的系统属性，和单基SAR相比，多基SAR具备多项独特优势：(a)收发分置，视角可变。可获取目标多角度散射特性信息，实现多角度融合；(b)基线配置机动灵活。根据不同观测区域的测量精度要求，灵活调整发射端和接收端的基线距离，获取地面高程和地面运动目标信息；(c)静默接收，隐蔽性强。接收机无需发射电磁波，在现代战争中不易被对方的侦查装置侦查到；(d)系统构型多样，收发系统可搭载于卫星、飞机、地面装置等。未来可实现“一星发射多星接收”的分布式多基SAR系统，可同时实现高分辨率与超宽幅成像。

4.高维度观测：得益于SAR成像利用的电磁波信息具有的频率、幅度、相位、极化等特性，可从SAR图像中提取出观测目标的多维度信息。如利用极化SAR技术可用于获取地物的取向、形状、粗糙度、介电常数等物理特性；干涉SAR技术可用于获取场景的高精度数字高程模型(DEM)、洋流测速、冰川位移、地表形变监测等；SAR极化干涉技术在森林高度和生物量反演、地物覆盖分类、农作物参数反演和城市建筑识别与高度估计等应用领域有广泛的应用；SAR层析技术可实现城市的三维重建和森林的垂直结构反演。