合成孔径雷达

合成孔径雷达(SAR)技术中国科学院电子所2002/12/09SAR技术SAR是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率，获得区域目标的图像。SAR具有广泛的应用领域，它有两种模式机载SAR星载SAR应用领域地形测绘与地质研究中的应用农业和林业中的应用海洋研究和监测方面的应用军事方面的应用减灾防灾方面的应用SAR的特点I为什么使用雷达成像技术全天候，穿透云雾能力全天时工作穿透植被和树叶目标与频率的相互关系运动检测SAR的特点II方位分辨率:实例:星载SAR距离850km，工作频率1.276GHz，像素分辨率25m需要8km合成孔径DRkmDmkmRcm8258505.23合成孔径原理8km的孔径长度由小天线实现原理SAR合成孔径原理SAR基本概念最大聚焦合成孔径长度:天线尺寸的减小导致更长的聚焦合成孔径长度SAR聚焦分辨率:分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波长无关DRLmax22DLRmaxsar星载SAR机载SARSAR成像模式Stripmap,Spotlight,Scan,ISAR(notpictured)SAR成像模式Stripmap(条带式):最早的成像模式，1950’s低分辨率成像的最有效方法Spotlight(聚束式):在1970’s提出获得较高的分辨率一次飞行中，通过不同视角改变对同一区域成像SAR成像模式Scan(扫描模式):信号处理非常复杂ISAR(逆SAR)雷达静止,目标运动SAR信号处理图像分辨率不高聚焦处理距离关系点目标提取:聚焦数据距离校正处理算法:匹配滤波Example:Receivedrawstripmapdatafrompointtargets22)(),(iiiixxRRxxRSAR信号处理匹配滤波计算速度频域相乘方法时域卷积方法SAR信号处理运动补偿问题多普勒频率漂移问题数据采样距离向方位向SAR信号处理脉冲宽度(T)与带宽成反比带宽增加，距离分辨率提高线性调频信号脉冲重复周期(PRI)或频率(PRF)采样定理的限制脉冲重复频率增加，方位分辨率提高SAR信号处理距离采样满足采样定律方位采样(PRF)必须满足:Rfar=远距点,Rnear=近距点pnearfarTRRcPRI)(2SAR使用的波段VHF/UHF125to950MHzCband5.3GHzXband7.5to10.2GHzKuband14to16GHzKaband32.6to37.0GHzSAR图像例美国加州洛杉矶的卫星雷达图像南极卫星图像参考文献TonyFreeman,JetPropulsionLaboratory.WhatIsImagingRadar.Fitch,J.P.SyntheticApertureRadar.Springer-Verlag,NewYork,1988.Soumekh,M.SyntheticApertureRadarSignalProcessing.Wiley,NewYork,1999.Carrara,W.G.,etal.SpotlightSyntheticApertureRadarSignalProcessingAlgorithms.ArtechHouse,Boston,1995.TheAlaskaSARFacility.