合成孔徑雷達概述(sar)

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1、合成孔徑雷達概述1合成孔徑雷達簡介31.1合成孔徑雷達的概念41.2合成孔徑雷達的分類41.3合成孔徑雷達(SAR)的特點52合成孔徑雷達的發(fā)展歷史62.1國外合成孔徑雷達的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀62.1.1合成孔徑雷達發(fā)展歷程表72.1.2世界各國的SAR系統(tǒng)102.2我國的發(fā)展概況122.2.1我國SAR研究歷程表122.2.2國內(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合成孔徑雷達的應(yīng)用144合成孔徑雷達的發(fā)展趨勢154.1多參數(shù)SAR系統(tǒng)164.2聚束SAR164.3極化干涉SAR（PO

2、LINSAR）174.4合成孔徑激光雷達（SyntheticApertureLadar）174.5小型化成為星載合成孔徑雷達發(fā)展的主要趨勢184.6性能技術(shù)指標(biāo)不斷提高184.7多功能、多模式是未來星載SAR的主要特征194.8雷達與可見光衛(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194.10星載合成孔徑雷達的干擾與反干擾成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容204.11軍用和民用衛(wèi)星的界線越來越不明顯205與SAR相關(guān)技術(shù)的研究動態(tài)215.1國內(nèi)外SAR圖像相干斑抑制的研究現(xiàn)狀215.2合成孔徑雷達干擾技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展215.3SAR圖像目標(biāo)檢測與識別235.4

3、恒虛警技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展動向265.5SAR圖像變化檢測方法285.6干涉合成孔徑雷達325.7機載合成孔徑雷達技術(shù)發(fā)展動態(tài)345.8SAR圖像地理編碼技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r365.9星載SAR天線方向圖在軌測試的發(fā)展?fàn)顩r385.10逆合成孔徑雷達的發(fā)展動態(tài)395.11干涉合成孔徑雷達的發(fā)展簡史與應(yīng)用3939合成孔徑雷達概述1合成孔徑雷達簡介合成孔徑雷達(SyntheticApertureRadar,簡稱SAR)是一種全天候、全天時的現(xiàn)代高分辨率微波成像雷達。它是二十世紀高新科技的產(chǎn)物，是利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號處理方法，以真實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系

4、統(tǒng)，在成像雷達中占有絕對重要的地位。近年來由于超大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展、高速數(shù)字芯片的出現(xiàn)以及先進的數(shù)字信號處理算法的發(fā)展，使SAR具備全天候、全天時工作和實時處理信號的能力。它在不同頻段、不同極化下可得到目標(biāo)的高分辨率雷達圖像，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?。國?nèi)外越來越多的科技研究者已投身于這一領(lǐng)域的研究。在早期研究雷達成像系統(tǒng)時采用的是真實孔徑雷達系統(tǒng)(RealApertureRadar)。真實孔徑雷達成像系統(tǒng)及處理設(shè)備相對較為簡單，但它存在一個難以解決的問題，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

5、孔徑雷達系統(tǒng)獲得較高的分辨率，就需要較長的天線。但是所采用天線的長短往往又受制于雷達系統(tǒng)被載平臺大小的限制，不可能為了提高分辨率無休止地增加天線長度。幸運地是，隨著雷達成像理論，天線設(shè)計理論、信號處理、計算機軟件和硬件體系的不斷完善和發(fā)展，合成孔徑雷達(SyntheticApertureRadar)的概念被提出來。合成孔徑雷達系統(tǒng)的成像原理簡單來說就是利用目標(biāo)與雷達的相對運動，通過單陣元來完成空間采樣，以單陣元在不同相對空間位置上所接收到的回波時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)就會被采樣并被成像。利用目標(biāo)－雷達相對運動

6、形成的軌跡來構(gòu)成一個合成孔徑以取代龐大的陣列實孔徑，從而保持優(yōu)異的角分辨率。從潛在的意義上來說，其方位分辨率與波長和斜距無關(guān)，是雷達成像技術(shù)的一個飛躍，因而具有巨大的吸引力，特別是對于軍事和地理遙感的應(yīng)用更是如此。因此，合成孔徑雷達(SAR)已經(jīng)成為雷達成像技術(shù)的主流方向。1.1合成孔徑雷達的概念合成孔徑雷達是一種高分辨率相干成像雷達。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相干理論為基礎(chǔ)的合成孔徑技術(shù)來提高雷達的方位向分辨率；而距離向分辨率的提高則通過脈沖壓縮技術(shù)來實現(xiàn)。它的具體含義我們可以通過以下四個方面來理解：（1）從合成孔

7、徑的角度。它利用載機平臺帶動天線運動，在不同位置上以脈沖重復(fù)頻率（PRF）39發(fā)射和接收信號，并把一系列回波信號存儲記錄下來，然后作相干處理，就如同在所經(jīng)過的一系列位置上，都有一個天線單元在同時發(fā)射和接收信號一樣，這樣就在平臺所經(jīng)過的路程上形成一個大尺寸的陣列天線，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。誠然這個大孔徑天線要靠信號處