MINISAR:合成孔径侧视雷达( SAR) 的工作原理是什么?

MINISAR:合成孔径雷达( SAR) 的工作原理是什么?合成孔径雷达( SAR) 是一种先进的主动式微波遥感器,一种用于提供地面(水面)固定目标、移动目标位置和地形资料的新型雷达。在众多的空天侦察平台中应用最多,它可安装在有人驾驶和无人驾驶飞机上,也可安装在航天飞行器(卫星、飞船)上。其探测目标的真实性、准确性、可靠性和及时性是其它雷达无法比拟的,不失为空中探测的夺目“名星”。

这种雷达在设计中通过雷达与目标的相对运动及单元雷达波合成技术,使其在普通雷达中可傲视群雄。因为就理论而言,雷达天线越大,其探测监视范围也越大,但从隐藏性、机动性和生存需要等因素考虑,又不能将天线做得过大,而合成孔径雷达正是在这样一种技术需求与客观现实的矛盾中另辟蹊径,它在方位探测上采用合成孔径技术,即利用雷达与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径——“小眼”用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径,解决了雷达发展中的天线难题,世界“美景”便可一览无余。

合成孔径雷达( SAR) 的分辨率高,与可见光、红外传感器比较具有独特的优势和无法替代的作用,被广泛应用于工农业生产、科研和军事等领域。目前在航空测量、遥感、卫星海洋观测、航天侦察、图像匹配制导中正发挥着突出作用。

与其它大多数雷达一样,合成孔径雷达( SAR) 通过发射电磁脉冲和接收目标回波之间的时间差测定距离,其分辨率与脉冲宽度或脉冲持续时间有关,脉宽越窄分辨率越高。合成孔径雷达通常装在飞机或卫星上,分为机载和星载两种。合成孔径雷达按平台的运动航迹来测距和二维成像,其两维坐标信息分别为距离信息和垂直于距离上的方位信息。方位分辨率与波束宽度成正比,与天线尺寸成反比,就像光学系统需要大型透镜或反射镜来实现高精度一样,雷达在低频工作时也需要大的天线或孔径来获得清晰的图像。由于飞机航迹不规则,变化很大,会造成图像散焦。必须使用惯性和导航传感器来进行天线运动的补偿,同时对成像数据反复处理以形成具有最大对比度图像的自动聚焦。因此,合成孔径雷达成像必须以侧视方式工作,在一个合成孔径长度内,发射相干信号,接收后经相干处理从而得到一幅电子镶嵌图。雷达所成图像像素的亮度正比于目标区上对应区域反射的能量。总量就是雷达截面积,它以面积为单位。后向散射的程度表示为归一化雷达截面积,以分贝(dB)表示。地球表面典型的归一化雷达截面积为:最亮+5 dB,最暗-40 dB。合成孔径雷达不能分辨人眼和相机所能分辨的细节,但其工作的波长使其能穿透云和尘埃。

9月27日 11:10
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