合成孔径雷达

简介(基本概念 分类 发展概况 空中SAR概况 工作方式 各国星载SAR系统)

图书(基本信息 内容简介)

简介

基本概念

合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨力。

分类

合成孔径雷达可分为聚焦型和非聚焦型两类。用在飞机上或空间飞行器上可有几种不同的工作模式,最常见的是正侧视模式,称为合成孔径侧视雷达；此外还有斜视模式、多普勒波束锐化模式和定点照射模式等。如果雷达保持相对静止，使目标运动成像,则成为逆合成孔径雷达，也称距离-多普勒成像系统。合成孔径雷达在军事侦察、测绘、火控、制导，以及环境遥感和资源勘探等方面有广泛用途。

发展概况

合成孔径的概念始于50年代初期。当时，美国有些科学家想突破经典分辨力的限制，提出了一些新的设想：利用目标与雷达的相对运动所产生的多普勒频移现象来提高分辨力；用线阵天线概念证明运动着的小天线可获得高分辨力。50年代末，美国研制成第一批可供军事侦察用的机载高分辨力合成孔径雷达。60年代中期，随着遥感技术的发展，军用合成孔径雷达技术推广到民用方面，成为环境遥感的有力工具。70年代后期，卫星载合成孔径雷达和数字成像技术取得进展。美国于1978年发射的“海洋卫星”A号和 80年代初发射的航天飞机都试验了合成孔径雷达的效果，证明了雷达图像的优越性。

空中SAR概况

1. 1951年, Carl Wiley 首次提出利用频率分析方法改善雷达的角分辨率.

2. 1953年, 伊利诺依大学采用非聚焦方法使角度分辨率由4.13度提高到0.4度,并获得第一张SAR图像.

3. 1957年, 密西根大学采用光学处理方式, 获得了第一张全聚焦SAR图像.

4. 1978年, 美国发射了第一颗星载Seasat-1.

5. 1991年, 欧洲空间局发射了ERS-1.

6. 1995年, 加拿大发射了Radarsat-1.

7. 2000年, 欧洲空间局发射了ASAR.

8. 2006年, 日本发射ALOS PALSAR.

9. 2007年, 德国发射TerraSAR-X

10. 2007年底, 加拿大发射Radarsat-2

工作方式

合成孔径雷达工作时按一定的重复频率发、收脉冲，真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置。把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来，便合成一个等效合成孔径天线的接收信号。若直接把各单元信号矢量相加，则得到非聚焦合成孔径天线信号。在信号相加之前进行相位校正，使各单元信号同相相加，得到聚焦合成孔径天线信号。地物的反射波由合成线阵天线接收，与发射载波作相干解调，并按不同距离单元记录在照片上，然后用相干光照射照片便聚焦成像。这一过程与全息照相相似，差别只是合成线阵天线是一维的，合成孔径雷达只在方位上与全息照相相似，故合成孔径雷达又可称为准微波全息设备。

合成孔径雷达：利用遥感平台的移动，将一个小孔径的天线安装在平台侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。

应用

在航空方面，合成孔径雷达的分辨率可达到1米以内。航天器上的合成孔径雷达因作用距离远,为获得高分辨率，技术较为复杂。1972年发射的“阿波罗”17号飞船、1978年发射的“海洋卫星”和1981年发射的“哥伦比亚”号航天飞机上都装有合成孔径雷达。

合成孔径雷达主要用于航空测量、航空遥感、卫星海洋观测、航天侦察、图像匹配制导等。它能发现隐蔽和伪装的目标，如识别伪装的导弹地下发射井、识别云雾笼罩地区的地面目标等。在导弹图像匹配制导中，采用合成孔径雷达摄图，能使导弹击中隐蔽和伪装的目标。合成孔径雷达还用于深空探测，例如用合成孔径雷达探测月球、金星的地质结构。

各国星载SAR系统

美国: Seasat-1, Sir-A, Sir-B, Sir-C, LACROSSE SAR, LightSAR, Medsat SAR

欧洲: ERS-1, ERS-2, XSAR, ASAR

加拿大: Radarsat-1, Radarsat-2

俄罗斯: Almaz-1

日本: JERS-1, ALOS/PALSAR

德国: TerraSAR-X

意大利: Cosmo-SkyMed

图书

基本信息

书 名: 合成孔径雷达

作　者：匡纲要

出版社： 国防科技大学出版社

出版时间： 2007年11月

ISBN: 9787810994545

开本： 16开

定价: 38.00 元

内容简介

本书主要介绍了合成孔径雷达(SAR)目标检测所涉及的基本概念、理论和应用技术，以及近年来国际上有关的最新研究成果。具体内容包括SAR图像中的杂波统计建模、RCS重构、目标检测的基础理论和算法、目标鉴别、边缘及线目标检测以及极化SAR系统中的目标检测，最后给出典型的应用示例。 本书适用于遥感信息处理、图像判读专业的研究人员、工程技术人员、高等院校教师等阅读参考，亦可作为高等院校遥感信息处理等相关专业的研究生课程教材。