星载高分宽幅SAR技术发展趋势分析

张润宁 王旭莹 王志斌

(中国空间技术研究院遥感卫星总体部，北京 100094)

合成孔径雷达(SAR)[1]通过对距离向和方位向的回波信号进行匹配滤波来实现目标场景的高分辨率成像，距离向通过发射大带宽信号并进行脉冲压缩来获得距离向高分辨率，方位向通过SAR平台与目标之间的相对运动，利用合成孔径处理使得目标回波在合成孔径时间内实现相干叠加，等效为一个长孔径天线产生的回波，从而提高方位向分辨率。SAR载荷可以搭载在卫星等平台上，实现全球范围观测成像。我国于2012年成功发射了首颗基于反射面体制天线的S频段SAR卫星——环境-1C(HJ-1C)卫星[2]，于2016年成功发射了基于相控阵体制天线的世界上成像模式最多的C频段多极化SAR卫星——高分三号(GF-3)卫星[3]。

在SAR技术的发展过程中，高分辨率和宽测绘带始终是驱动其发展的两个重要因素。一方面，我们期望SAR具有很高的分辨率以获得更多的目标细节信息；另一方面同时期望SAR可以对场景目标进行大范围观测[4]。高分辨率意味着可以更快地发现、识别、确认、描述目标信息或者更准确地判定目标位置。例如，为了对海面舰船、机场等大型目标进行识别，需要SAR图像分辨率优于1 m[5]；在未来对地观测应用中，通常要求SAR具有全球连续覆盖的能力，提供更为广阔的视野，这对于SAR动态监视快速变化的目标具有重要意义，例如大范围地图测绘、海洋及冰川监测等。

可实现对地高分辨率成像(如分辨率优于1 m)的同时，获取大范围成像幅宽(如测绘带宽达到100 km以上)的高分宽幅SAR，更能适应未来对地遥感应用的需求。所以，高分宽幅SAR技术是未来星载SAR技术的一个极其重要的发展方向。

本文围绕星载高分宽幅SAR技术发展趋势展开分析，首先分析了高分宽幅SAR成像约束，指出传统星载SAR无法同时实现方位向高分辨率和距离向宽测绘带；接着论述了从传统成像体制到高分宽幅SAR成像新体制的发展趋势，表明新体制可以很好地解决高分和宽幅之间的矛盾；然后对高分宽幅SAR成像新体制所涉及的关键技术进行了梳理，并分析了高分宽幅SAR成像对卫星平台支撑能力的需求；最后，对星载高分宽幅SAR技术发展趋势进行了展望。

1 高分宽幅SAR成像约束

传统条带SAR系统的理论方位分辨率为天线方位向尺寸的一半，因此减小方位向天线的尺寸能够提高方位向分辨率。同时，通过减小天线俯仰向的尺寸获得宽波束从而提高距离向测绘带宽度。但是天线的方位向和距离向尺寸不能无限减小，为满足一定的性能指标，SAR天线面积存在一个最小极限，小于这个天线面积的SAR将不能正常工作。SAR天线面积需满足

(1)

式中：Vs为卫星平台飞行速度；R0为雷达波束中心斜距；β为俯仰向波束角；λ为波长；c为光速。最小天线面积与成像带位置、SAR波长、卫星平台速度等参数有关。当这些参数确定以后，所需的天线最小面积也就确定了。这意味着在满足天线最小面积约束的条件下，为了实现宽测绘带，需要较小的天线俯仰向尺寸，这将导致较大的方位向尺寸和较低的方位分辨率，反之亦然。

2 传统高分宽幅SAR成像体制

为了缓和传统单孔径SAR系统高分辨率和宽测绘带之间的固有限制，使其满足不同的应用需求，国内外学者提出了针对高分辨率和宽测绘带的各种成像模式[6]，包括扫描、渐进扫描(TOPS)、聚束、滑动聚束和马赛克等。扫描模式降低了每个子测绘带的有效合成孔径时间，以方位分辨率降低为代价获得宽测绘带，但是存在扇贝效应；TOPS工作模式可以克服扇贝效应，获得与扫描模式相同的宽测绘带；聚束模式通过较长的方位合成孔径时间，实现小场景的方位高分辨率成像；滑动聚束模式的方位分辨率优于条带模式，且方位向成像范围大于聚束模式；马赛克模式是一种行之有效的高分宽幅成像模式，但其相对于聚束/滑动聚束模式而言牺牲了方位向的分辨率，且方位向成像范围受限。这些工作模式都仅在一定程度上解决了距离宽测绘带和方位高分辨率之间的矛盾，要么通过牺牲方位分辨率来提升测绘带宽度，要么在保证测绘带宽度的同时通过牺牲测绘带长度来提升方位分辨率。因此，传统单通道SAR无法很好地在高分辨率和大测绘面积间实现统一。

3 高分宽幅SAR成像新体制

针对高分辨率和宽测绘带，虽然提出了各类工作模式，但仍需要新体制SAR技术来满足未来星载SAR系统同时实现高分辨率和宽测绘带的应用需求。图1所示为高分宽幅SAR体制的发展趋势，由传统的条带、聚束/滑动聚束、扫描/TOPS模式向基于相控阵/反射面的多通道[7-8]、变参数(PRF)[9]、多发多收(MIMO)[10]等新体制发展，这些体制可以克服传统SAR的局限性，从而同时实现高分辨率和宽测绘带成像。这些新的技术体制不是孤立发展的，而是逐步融合，相互渗透。

图1 高分宽幅SAR发展趋势

3.1 基于相控阵的多通道体制

文献[11]最初提出利用多通道技术解决高分辨率和宽测绘带之间的矛盾，包括俯仰向多波束(MEB)和方位向多波束(MAB)。俯仰向多波束SAR将距离向宽测绘带划分为多个子测绘带，利用不同俯仰向的子接收天线同时接收不同子测绘带的回波，从而可以以较高的脉冲重复频率(PRF)实现宽测绘带回波接收，最终实现高分宽幅成像，如图2(a)所示。该模式的不足在于所有子测绘带均采用相同的方位向采样率，为了避开发射脉冲干扰导致距离向出现盲区，所获得的宽测绘带是不连续的；此外，各个子测绘带回波之间存在相互干扰，将会恶化距离模糊。

方位向多波束SAR包括单相位中心(SPC)和偏置相位中心(DPC)两种体制。单相位中心方位向多波束SAR将方位向多普勒带宽划分为多个子多普勒带宽，利用不同方位向子天线接收不同子多普勒带宽的回波，PRF值只需大于单个子多普勒带宽即可，从而降低了方位采样率，对各子天线回波的多普勒带宽进行频移和拼接即可合成完整的方位向回波，实现高分宽幅成像，如图2(b)所示。该模式的不足在于各个子接收天线波束之间存在严重的旁瓣干扰，会恶化方位模糊。偏置相位中心方位向多波束SAR基于相位中心偏置天线技术，通过使用沿方位向均匀分布的多个接收通道同时接收回波信号以增加等效方位采样率，保证高分辨率成像，同时使用较低的PRF提高成像测绘带宽，从而实现高分宽幅成像[11]，如图2(c)所示。该模式的不足在于方位向必须满足均匀采样的条件才能获得高分宽幅成像，因此对接收通道间距、雷达平台速度和PRF之间的关系有着严格的要求。

文献[12]基于两维多波束技术提出了一种新型高分宽幅SAR系统，如图2(d)所示。该模式采用单独的发射天线产生覆盖距离向和方位向的宽发射波束，接收时采用距离向和方位向多通道接收回波。方位向天线采用偏置相位中心方位向多波束技术提高等效方位向采样数目以获得无模糊多普勒谱，每个方位向天线均包含多个俯仰向子天线，通过俯仰向波束由近及远的扫描接收提高回波信号增益，抑制距离模糊。该模式的不足在于受到偏置相位中心方位向多波束模式的影响，当方位向非均匀采样时成像质量下降；此外，成像场景中较大的地形起伏会导致俯仰向扫描接收波束指向错误，距离模糊抑制效果不理想。

图2 多通道技术工作原理

3.2 基于反射面的多通道体制

除了平面相控阵天线外，反射面天线也可用于多波束的产生及扫描。反射面天线具有体积小、质量轻、易展开、造价低、增益高等特点。与平面相控阵天线相比其主要的优势在于通过大型轻质可折叠网状反射器可以很容易地实现高增益、低副瓣和色散小的特性。

文献[13]首次提出了将反射面天线与数字馈电阵列相结合的概念。德国宇航中心(DLR)对反射面体制进行了详细研究，文献[13]基于反射面天线提出了一种采用数字波束形成(DBF)的星载SAR系统，如图3所示。为了保证较高的方位分辨率，通常使用较高的PRF。对于高PRF，整个测绘带被照射，而来自测绘带不同部分的信号由不同的馈电单元接收。发射时，激活所有馈电单元将产生一窄波束照射反射器的一小部分，并由此产生一束宽的低增益波束照射整个测绘带；接收时，从地面一小部分返回的能量照射整个反射器，并聚焦在馈电孔径的个别单元上。这种体制具有以下主要优点：首先，在同样成像参数的条件下，由于采用了窄波束高增益天线接收，可以减少2/3～3/4的发射功率；其次，可以以较低的距离模糊水平实现高分宽幅成像。

图3 反射面天线的数字波束形成

L频段Tandem-L卫星采用这种体制实现成像性能增强的同时，不会过度增加雷达设备的复杂性和成本。该体制面临的一个主要问题是基于DBF技术计算的不同时间尺度下潜在的大型可展开反射器(LDR)畸变对接收波束的影响。文献[14]基于Tandem-L系统的几何结构，讨论了LDR表面畸变对最大波束增益和波束指向的影响，研究发现空间LDR部署的不确定性有显著影响，而轨道间热畸变对计算的接收波束的增益和指向影响不大。

3.3 变参数(PRF)体制

传统条带模式由于发射干扰导致距离向出现盲区，无法实现连续测绘，该问题可以通过一种新方法来解决，该方法以连续变化的PRF来工作，如图4所示。当雷达发射脉冲的PRF固定时，盲区位置固定不变；当PRF变化时，盲区位置沿距离向发生变化。PRF变化越快，对目标位置的变化越不敏感，因此可以利用变化的PRF将盲区分散在整个成像带宽内，克服盲区对多个子测绘带的分割，从而实现距离幅宽的大幅扩展，结合斜视聚束/滑动聚束模式能够实现高分宽幅成像[15]。在此方法中，短变化周期内必须考虑由PRF周期性变化导致SAR脉冲响应中产生栅瓣的问题。

图4 变PRF体制示意图

Staggered SAR模式基于反射面天线体制，使用俯仰维多波束和连续变化的PRF，结合DBF技术来实现宽测绘带高分辨率成像。在Tandem-L卫星的Staggered SAR模式中，脉冲重复间隔(PRI)连续变化保证获得方位方向上的两个连续样本。这样，在方位适度过采样的情况下，可以在均匀网格上精确内插数据，并获得宽连续测绘带上的高分辨率SAR图像。

3.4 多输入多输出(MIMO)体制

MIMO SAR采用多个收发天线进行发射和接收可获得多于天线实际孔径数目的等效相位中心，提高了等效采样率，在不牺牲幅宽的情况下提高方位向分辨率，突破了传统单通道SAR系统方位高分辨率和距离宽测绘带的限制。MIMO SAR按照收发通道是否位于同一运动平台可分为分布式和紧凑式，如图5所示。分布式MIMO SAR意味着收发通道位于不同的运动平台，且相距较远，各通道信号近似不相关。紧凑式MIMO SAR则指收发通道位于同一运动平台，且相距较近，各通道信号相关性很强。

图5 MIMO SAR分类示意图

MIMO体制对编队卫星或多基地卫星及其载荷的时间、空间、相位三同步提出了较高的要求，此外，需要解决的SAR载荷关键问题主要是发射波形设计和回波信号分离。文献[16]提出了多维波形编码的概念，即发射波形应该在空间和时间上进行编码，从而成为空间和时间变量的联合函数，随后又提出利用短时移位正交波形实现波形分离的方案。

3.5 分布式星载SAR体制

文献[16]首次提出了分布式星载SAR体制实现高分宽幅成像，如图6所示。该体制使用不同的发射和接收天线，这些天线安装在不同的卫星平台上。发射机和接收机这种空间分离的特点将会增加未来SAR任务的能力、可靠性和灵活性，通过使用长发射脉冲或调频连续波避免了宽测绘带产生间隙，降低了峰值功率的要求和/或提高了雷达的灵敏度。

图6 分布式星载SAR体制示意图

通过将各个接收机信号进行相干组合，使得系统PRF降低而不会影响方位模糊。不同卫星平台对同一目标区域成像时，视角是不同的，频谱具有一定的相对偏移，通过将各平台接收信号在距离向或方位向进行合成，可形成距离向大带宽、方位向大多普勒带宽的信号，以实现高分辨率成像，利用较低的方位采样率实现高分辨率宽测绘带成像。该体制可采用全有源或半有源配置：全有源配置下，星载SAR均具有发射和接收能力，如多基地的21世纪技术卫星(TechSat 21)；半有源配置将有源发射机和一个或多个无源接收机相结合，如干涉车轮(Cartwheel)计划双/多基地SAR的分布式将允许有效载荷容纳在低成本的微型卫星上。卫星星座可以采用模块化设计，主要构件的可重复使用可以缩短开发时间、提高可靠性并降低成本。最终目标是一个高度可重构和可扩展的卫星星座，用于实现高分宽幅成像、运动目标检测、多基线干涉测量等。

4 高分宽幅SAR成像关键技术

在上述的多通道、变PRF等高分宽幅成像新体制中，为了实现聚焦成像，必须保证信号收发幅相一致性和稳定性，此时，不仅需要星上各通道间具有较高的一致性，而且要求地面处理系统能够实现精确的误差补偿，以确保实现聚焦成像。因此，本文主要对星载SAR成像几何模型、从星上DBF技术到天线技术以及相关的信号处理等关键技术进行梳理。

4.1 星载SAR成像几何模型

星载SAR的运动几何相较于机载SAR更加复杂，弯曲的卫星轨道和地球自转均会影响星载SAR成像几何模型的建立。对于方位向高分辨率星载SAR系统而言，较长的合成孔径时间受到弯曲卫星轨道和地球自转更加显著的影响，因此需要根据卫星轨道建立合适的星载SAR成像几何模型与相应的成像处理算法。对于距离向高分辨率星载SAR系统而言，信号带宽越大，相应的距离分辨率越高，但信号带宽的增加将会受到模数转换器转换速率极限的限制，因此星载SAR系统实现距离向高分辨率的关键问题是大带宽信号的产生与接收。

4.2 DBF技术

DBF是高分宽幅成像支撑技术之一，在这种系统中，模拟接收机硬件被数字部件所取代，不需要通过T/R模块进行模拟相位和幅度控制，从而大大降低了天线质量和成本。此外，DBF接收的各个通道回波信号分别在射频端被放大、降采样和数字化，并在数字域进行加权处理形成多个接收波束。该技术极大提高了系统的灵活度和稳定度，增加了动态范围。但数字化处理需要各个接收单元都有一个数字接收机，显著增加了处理数据量。

4.2.1 俯仰向DBF

俯仰向DBF是星载SAR实现高分宽幅成像的关键技术。俯仰向DBF产生照射整个成像区域的宽发射波束，通过组合子孔径接收的信号自适应地合成跟踪地面回波的高增益窄接收波束，以增加系统信噪比，补偿低增益发射天线损耗，并具有抑制距离模糊的优点。在每个时刻，通过组合子孔径接收的信号自适应地合成接收波束，从而实现接收端高增益窄波束、波束扫描、低旁瓣波束和零点指向等功能。俯仰向DBF需要在星上预先处理俯仰向多通道数据，在处理过程中将会占用大量数据处理资源，因此，高效高精度实时DBF处理是实现星上DBF的关键。

4.2.2 方位向DBF

通过将线性馈电阵列扩展到二维，DBF原理也可以应用于SAR信号的方位谱。沿航方向的多个相位中心可提高方位分辨率，同时需要分别记录来自每个方位通道的数据以进行地面处理。本文主要介绍针对反射面系统的方位向DBF，方位多通道反射器系统需要沿航向布置多个馈源，每个馈电单元覆盖的多普勒谱不与其他单元重叠。PRF必须足够高，以便对每个通道进行足够的空间采样。这是由平台速度(V)和反射器直径(D)之间的关系PRF>2V/D近似给出的。实际上，基于反射器的系统可以在高PRF值下工作，这使得多普勒频谱过采样，如何降低数据速率是需要解决的关键问题。

4.3 天线技术

星载高分宽幅SAR系统给传统的天线技术带来挑战，新体制SAR为了同时实现方位向高分辨率和距离向宽测绘带，往往要求天线在距离/方位向具有多个收发通道。星载SAR天线主要有相控阵天线和反射面天线两种体制。高分宽幅成像需要相控阵天线具有灵活可控的二维电扫能力，主要包括波束扫描速度和波束指向精度等。随着SAR任务的复杂度增加，相控阵天线通道数在方位向和距离向扩展，这将进一步增加T/R组件数量，导致天线整体质量和功耗增加，对卫星平台的承载和供电能力提出了更高要求，因此进一步提升T/R组件的效率，并实现轻量化是未来的发展方向。反射面天线有利于实现良好的波束电气性能，结合DBF技术的具有高精度波束指向能力的反射面天线有助于改善系统整体性能和后续成像质量。抛物面反射器结合数字馈电阵列在高分宽幅成像领域是一种有潜力的天线技术，在高分宽幅的应用需求下，如何进一步实现天线的轻量化、高收纳比、可靠展开以及数字馈电性能的提升等是未来天线技术的研究重点与关键。在未来星载SAR任务中，根据卫星平台、天线制造复杂度、成本、性能要求等多方面因素选择相应的相控阵或反射面天线方案。

4.4 相关信号处理技术

4.4.1 多通道体制下的信号处理技术

1)方位多通道非均匀采样信号重建

多通道SAR系统以较低的PRF发射宽波束信号，多个接收通道同时接收回波信号来弥补时间采样的不足，在保证PRF不变的情况下，提高有效采样率，从而实现高分宽幅成像。当PRF真实值偏离理想值时，所得到的是非均匀采样数据，若直接对非均匀采样数据进行成像，则会影响图像聚焦性能。因此，多通道信号均匀化重建是多通道体制实现高分宽幅成像的关键技术。多通道信号重建就是将非均匀采样数据重建为均匀采样数据，以便后续利用传统单通道SAR成像算法对其进行成像处理。方位多通道与不同的波束扫描相结合其对应的重建方法也不同，为了提高系统成像性能，研究不同工作模式下的多通道重建方法是关键。

2)多通道SAR误差分析

多通道SAR系统在实现高分宽幅成像时，需要对接收信号进行解模糊(信号重建)，这就要求各接收通道特性一致。然而，对于实际的多通道星载SAR系统，由于加工工艺、材料、温度和辐射等外界因素的影响，各接收通道的特性不可能完全一致。这些误差通常随距离和方位变化，主要有时间同步误差、幅度误差、相位误差和位置误差等。通道误差将严重影响方位向多通道信号重建性能，导致距离向数字波束形成时波束指向出现偏差，最终恶化多通道高分宽幅SAR系统的成像性能。因此，对多通道SAR系统的通道误差进行分析，研究通道误差估计与校准方法和相应的内定标技术至关重要。

4.4.2 变PRF体制下的信号处理技术

变PRF体制通过改变脉冲的PRF使得盲区位置沿距离向发生变化，结合DBF技术可以实现幅宽的扩展。不同的PRI周期变化将会影响盲区位置的分布，PRI的扫描周期应该小于合成孔径时间，PRI的变化间隔应当足够大以保证盲区有效分散在在整个测绘带内。此外，在设计PRI变化策略时，最小的PRI应足够大以保证距离向测绘带范围，最大的PRI应足够小以避免方位模糊。当PRI周期慢变化时，PRI变化间隔减小，盲区在观测带内集中分布，导致部分目标回波信号连续丢失，恶化成像区域的目标成像结果；当PRI周期快变化时，PRI变化间隔增加，盲区在观测带内被分散开，保证了观测带内所有目标的回波信号不会连续丢失，提升成像区域的目标成像质量。因此，PRI序列变化策略、PRF变化导致的非均匀采样数据的均匀化重建及盲区内丢失数据的恢复等是该体制信号处理中需要解决的关键问题。

4.4.3 MIMO体制下的信号处理技术

时间同步、空间同步、相位同步一直是多站雷达的一个技术瓶颈。在MIMO SAR中需要保证多站的不同雷达的主波束指向同一区域，需要保证多站间的时钟严格同步，为了获取高质量的SAR图像还需要保证多站间的相位精度足够高。由于分布式MIMO SAR相互之间的间隔较大，并且运动参数也具有不确定性，使得同步变得相当困难。为了保证高精度的同步，可能需要在多站间建立复杂的同步链。此外，MIMO SAR的回波信号包含测绘带内大量散射体的不定延时的回波，并且散射体强度的动态方位非常大，由于非理想正交而造成的干扰可能会遮掩弱小的目标，从而降低SAR图像质量、动态范围。因此正交波形设计与回波信号分离和由非理想正交因素导致的模糊抑制是MIMO SAR的一个关键技术。最后，分布式MIMO SAR由于系统本身复杂度大大增加，信号处理的复杂度也大幅提高。除了上述同步和干扰抑制以外，还必须考虑各种误差源的估计和补偿、建立适合MIMO SAR成像的算法，以及不相干图像信息的提取、利用和融合。

5 高分宽幅SAR对卫星系统的支撑能力需求分析

为了实现高分宽幅成像，卫星系统及平台需根据SAR载荷的成像体制及特点有相应的保证措施和能力的提升。对单星体制SAR来说，重点涉及数传、能源以及姿态等，对多星体制SAR来说，还会涉及到“三大同步”等保障条件。鉴于篇幅限制，本文只讨论了单星体制下的数传和能源需求，其它问题将在后续专题研究中讨论。

5.1 数传能力需求分析

本质上讲，高分辨率宽测绘带对地观测意味着在特定的成像时间内实现大信息量获取，因此必然对卫星数传码速率和数据吞吐量提出更高要求。SAR原始数据率公式如下

RD=2×B×Q×(Tw/Tp)

(2)

式中：B为雷达信号带宽；Q为量化比特数；Tw为成像幅宽对应时间；Tp为脉冲重复周期。

从式(2)可以看出，高分辨率要求较大的B和较小的Tp，宽测绘带要求较大的Tw，在码速率一定的约束条件下，高分辨率和宽测绘带需要折中选择。在传统条带模式下，Tw与Tp之比接近1时，得到最大码速率，这时将完全取决于距离向分辨率(由带宽B决定)的要求。

5.2 能源能力需求分析

在特定成像时间内同时实现高分辨率宽测绘带，这也意味着雷达功率和能量需求的增加。增加幅宽将导致天线波束展宽以及增益值下降，天线方向性系数为

(3)

式中：θa和θe分别为方位向和俯仰向波束宽度，单位为(°)。

从式(3)可以看出，若幅宽增加一倍，波束宽度也增加一倍，增益将会减少1/2。在分辨率要求不变的情况下，由SAR雷达方程中的功率孔径积因子(PavG2)可知，平均功率需增加6 dB来维持成像性能(NEσ0)的不变，因此，增加幅宽将导致功率需求以二次方的比例增加，代价巨大。此外，平均发射功率与距离向分辨率成线性约束关系，距离分辨率提升一倍，功率需求也将增加一倍。但是，由于方位分辨率的提升意味着增加合成孔径时间，从而弥补了高分辨以后分辨单元后向散射有效面积的降低，导致条带模式中平均发射功率与方位向分辨率无关。因此，在高分宽幅SAR系统功率需求任务分析时，首先要关注的是成像幅宽和距离分辨率两个影响功率需求的主要因素。

6 结束语

传统星载SAR由于最小天线面积的限制，无法同时实现高分宽幅成像。为了实现高分辨率和宽测绘带，国内外学者提出了扫描、TOPS、聚束、滑动聚束等成像体制，但这些体制并没有从本质上解决问题，而是以一个系统性能的降低换取另一性能的提高。随着基于相控阵/反射面的多通道、变参数(PRF)、MIMO、分布式星载SAR等成像新体制的逐步发展，方位向高分辨率和距离向宽测绘带之间的矛盾得到有效解决。星载高分宽幅SAR新体制中涉及的星载SAR成像几何模型、DBF技术、天线技术及相关信号处理等关键技术的有效解决，为未来星载高分宽幅SAR系统成像性能的提高奠定了基础。

星载SAR不同的技术体制将分别朝着各自的方向发展，追求各自极限能力的实现，但是传统的思路和途径即将面临技术的发展瓶颈。从第6节的分析可以看出，若继续追求分辨率和幅宽的同时提高，必将带来数传码速率和数据容量以及功率能源需求的二次方以上非线性增加。因此，在追求传统高分宽幅成像的同时，根据获取信息场景的特点，比如信息的稀疏特性和目标的多个小区域、离散分布特性，需要SAR卫星具有同一场景内不同分辨率成像、压缩感知稀疏成像和大范围快速大角度扫描成像等能力。这些新的应用场景不再一味追求传统意义上的“高分宽幅”，而是根据实际应用需求来设计和满足“大场景、局部高分辨率”成像。在各种新技术发展的基础上，未来星载高分宽幅SAR系统将朝着更强的系统性能、更灵活的系统配置和工作模式、更广泛的应用场景等方向发展。