合成孔徑雷達(dá)概述(sar)

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1、合成孔徑雷達(dá)概述1合成孔徑雷達(dá)簡(jiǎn)介31.1合成孔徑雷達(dá)的概念41.2合成孔徑雷達(dá)的分類41.3合成孔徑雷達(dá)(SAR)的特點(diǎn)52合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷史62.1國(guó)外合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀62.1.1合成孔徑雷達(dá)發(fā)展歷程表72.1.2世界各國(guó)的SAR系統(tǒng)102.2我國(guó)的發(fā)展概況122.2.1我國(guó)SAR研究歷程表122.2.2國(guó)內(nèi)各單位的研究現(xiàn)狀132.2.2.1電子科技大學(xué)132.2.2.2中科院電子所132.2.2.3國(guó)防科技大學(xué)142.2.2.4西安電子科技大學(xué)143合成孔徑雷達(dá)的應(yīng)用144合

2、成孔徑雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)154.1多參數(shù)SAR系統(tǒng)164.2聚束SAR164.3極化干涉SAR（POLINSAR）174.4合成孔徑激光雷達(dá)（SyntheticApertureLadar）174.5小型化成為星載合成孔徑雷達(dá)發(fā)展的主要趨勢(shì)184.6性能技術(shù)指標(biāo)不斷提高184.7多功能、多模式是未來(lái)星載SAR的主要特征194.8雷達(dá)與可見(jiàn)光衛(wèi)星的多星組網(wǎng)是主要的使用模式194.9分布SAR成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男禽d合成孔徑雷達(dá)194.10星載合成孔徑雷達(dá)的干擾與反干擾成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容204.11軍用

3、和民用衛(wèi)星的界線越來(lái)越不明顯205與SAR相關(guān)技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)215.1國(guó)內(nèi)外SAR圖像相干斑抑制的研究現(xiàn)狀215.2合成孔徑雷達(dá)干擾技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展215.3SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別235.4恒虛警技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向265.5SAR圖像變化檢測(cè)方法285.6干涉合成孔徑雷達(dá)325.7機(jī)載合成孔徑雷達(dá)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)345.8SAR圖像地理編碼技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r365.9星載SAR天線方向圖在軌測(cè)試的發(fā)展?fàn)顩r385.10逆合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展動(dòng)態(tài)395.11干涉合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展簡(jiǎn)史與應(yīng)用3939合成孔

4、徑雷達(dá)概述1合成孔徑雷達(dá)簡(jiǎn)介合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar,簡(jiǎn)稱SAR)是一種全天候、全天時(shí)的現(xiàn)代高分辨率微波成像雷達(dá)。它是二十世紀(jì)高新科技的產(chǎn)物，是利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號(hào)處理方法，以真實(shí)的小孔徑天線獲得距離向和方位向雙向高分辨率遙感成像的雷達(dá)系統(tǒng)，在成像雷達(dá)中占有絕對(duì)重要的地位。近年來(lái)由于超大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展、高速數(shù)字芯片的出現(xiàn)以及先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法的發(fā)展，使SAR具備全天候、全天時(shí)工作和實(shí)時(shí)處理信號(hào)的能力。它在不同頻段、不同極化下可得到目標(biāo)的

5、高分辨率雷達(dá)圖像，為人們提供非常有用的目標(biāo)信息，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事、經(jīng)濟(jì)和科技等眾多領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。?guó)內(nèi)外越來(lái)越多的科技研究者已投身于這一領(lǐng)域的研究。在早期研究雷達(dá)成像系統(tǒng)時(shí)采用的是真實(shí)孔徑雷達(dá)系統(tǒng)(RealApertureRadar)。真實(shí)孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)及處理設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單，但它存在一個(gè)難以解決的問(wèn)題，就是其方位分辨率要受到天線尺寸的限制。所以要想用真實(shí)孔徑雷達(dá)系統(tǒng)獲得較高的分辨率，就需要較長(zhǎng)的天線。但是所采用天線的長(zhǎng)短往往又受制于雷達(dá)系統(tǒng)被載平臺(tái)大小的限制，不可能為了

6、提高分辨率無(wú)休止地增加天線長(zhǎng)度。幸運(yùn)地是，隨著雷達(dá)成像理論，天線設(shè)計(jì)理論、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)軟件和硬件體系的不斷完善和發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar)的概念被提出來(lái)。合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的成像原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)單陣元來(lái)完成空間采樣，以單陣元在不同相對(duì)空間位置上所接收到的回波時(shí)間采樣序列去取代由陣列天線所獲取的波前空間采樣集合。只要目標(biāo)被發(fā)射能量波瓣照射到或位于波束寬度之內(nèi)，此目標(biāo)就會(huì)被采樣并被成像。利用目標(biāo)－雷達(dá)相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的軌跡來(lái)構(gòu)成一個(gè)合

7、成孔徑以取代龐大的陣列實(shí)孔徑，從而保持優(yōu)異的角分辨率。從潛在的意義上來(lái)說(shuō)，其方位分辨率與波長(zhǎng)和斜距無(wú)關(guān)，是雷達(dá)成像技術(shù)的一個(gè)飛躍，因而具有巨大的吸引力，特別是對(duì)于軍事和地理遙感的應(yīng)用更是如此。因此，合成孔徑雷達(dá)(SAR)已經(jīng)成為雷達(dá)成像技術(shù)的主流方向。1.1合成孔徑雷達(dá)的概念合成孔徑雷達(dá)是一種高分辨率相干成像雷達(dá)。高分辨率在這里包含著兩方面的含義：即高的方位向分辨率和足夠高的距離向分辨率。它采用多普勒頻移理論和雷達(dá)相干理論為基礎(chǔ)的合成孔徑技術(shù)來(lái)提高雷達(dá)的方位向分辨率；而距離向分辨率的提高則通過(guò)脈沖

8、壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的具體含義我們可以通過(guò)以下四個(gè)方面來(lái)理解：（1）從合成孔徑的角度。它利用載機(jī)平臺(tái)帶動(dòng)天線運(yùn)動(dòng)，在不同位置上以脈沖重復(fù)頻率（PRF）39發(fā)射和接收信號(hào)，并把一系列回波信號(hào)存儲(chǔ)記錄下來(lái)，然后作相干處理，就如同在所經(jīng)過(guò)的一系列位置上，都有一個(gè)天線單元在同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)一樣，這樣就在平臺(tái)所經(jīng)過(guò)的路程上形成一個(gè)大尺寸的陣列天線，從而獲得很窄的波束。如果脈沖重復(fù)頻率達(dá)到一定程度（足夠高），以致相鄰的天線單元間首尾相接，則可看作形成了連續(xù)孔徑天線。誠(chéng)然這個(gè)大孔徑天線要靠信號(hào)處