合成孔徑雷達(dá)

1、合成孔徑雷達(dá)第1頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR 技術(shù)SAR 是一種脈沖雷達(dá)技術(shù)，具有較高的分辨率，獲得區(qū)域目標(biāo)的圖像。SAR 具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它有兩種模式 機(jī)載SAR 星載SAR第2頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二應(yīng)用領(lǐng)域地形測繪與地質(zhì)研究中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)和林業(yè)中的應(yīng)用海洋研究和監(jiān)測方面的應(yīng)用軍事方面的應(yīng)用減災(zāi)防災(zāi)方面的應(yīng)用第3頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR的特點(diǎn) I為什么使用雷達(dá)成像技術(shù)全天候，穿透云霧能力全天時(shí)工作穿透植被和樹葉目標(biāo)與頻率的相互關(guān)系運(yùn)動檢測第4頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)5

2、0分，星期二SAR的特點(diǎn) II方位分辨率:實(shí)例: 星載SAR距離850km，工作頻率1.276GHz，像素分辨率25m 需要 8km 合成孔徑第5頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二合成孔徑原理8km 的孔徑長度由小天線實(shí)現(xiàn)原理第6頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR合成孔徑原理第7頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR 基本概念最大聚焦合成孔徑長度:天線尺寸的減小導(dǎo)致更長的聚焦合成孔徑長度SAR 聚焦分辨率:分辨率的改善與天線尺寸有關(guān)，與距離和波長無關(guān)第8頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二星載SAR第

3、9頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二 機(jī)載SAR第10頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR成像模式Stripmap, Spotlight, Scan, ISAR (not pictured)第11頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR成像模式Stripmap(條帶式):最早的成像模式，1950s低分辨率成像的最有效方法Spotlight(聚束式):在1970s提出獲得較高的分辨率一次飛行中，通過不同視角改變對同一區(qū)域成像第12頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR成像模式Scan(掃描模式):信號處

4、理非常復(fù)雜ISAR(逆SAR)雷達(dá)靜止, 目標(biāo)運(yùn)動第13頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR信號處理圖像分辨率不高聚焦處理距離關(guān)系點(diǎn)目標(biāo)提取: 聚焦數(shù)據(jù)距離校正處理算法: 匹配濾波Example: Received raw stripmap data from point targets第14頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR信號處理匹配濾波計(jì)算速度頻域相乘方法時(shí)域卷積方法第15頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR信號處理運(yùn)動補(bǔ)償問題多普勒頻率漂移問題數(shù)據(jù)采樣距離向方位向第16頁，共23頁，2022年，5月20日，

5、7點(diǎn)50分，星期二SAR信號處理脈沖寬度(T)與帶寬成反比帶寬增加，距離分辨率提高線性調(diào)頻信號脈沖重復(fù)周期(PRI)或頻率(PRF)采樣定理的限制脈沖重復(fù)頻率增加，方位分辨率提高第17頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR信號處理距離采樣滿足采樣定律方位采樣(PRF)必須滿足:Rfar = 遠(yuǎn)距點(diǎn), Rnear =近距點(diǎn)第18頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR使用的波段VHF/UHF 125 to 950 MHzC band 5.3 GHz X band 7.5 to 10.2 GHzKu band 14 to 16 GHzKa band 3

6、2.6 to 37.0 GHz第19頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二SAR圖像例美國加州洛杉磯的衛(wèi)星雷達(dá)圖像第20頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二南極衛(wèi)星圖像 第21頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二第22頁，共23頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)50分，星期二參考文獻(xiàn)Tony Freeman, Jet Propulsion Laboratory. What Is Imaging Radar. Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. Springer-Verlag, New York, 1988.Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999.Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Ap