合成孔径雷达概述(sar

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1、合成孔径雷达概述1合成孔径雷达简介31.1合成孔径雷达的概念41.2合成孔径雷达的分类41.3合成孔径雷达(SAR)的特点52合成孔径雷达的发展历史62.1国外合成孔径雷达的发展历程及现状62.1.1合成孔径雷达发展历程表72.1.2世界各国的SAR系统102.2我国的发展概况122.2.1我国SAR研究历程表122.2.2国内各单位的研究现状132.2.2.1电子科技大学132.2.2.2中科院电子所132.2.2.3国防科技大学142.2.2.4西安电子科技大学143合成孔径雷达的应用144合成孔径雷达的发展趋势154.1多参数

2、SAR系统164.2聚束SAR164.3极化干涉SAR（POLINSAR）174.4合成孔径激光雷达（SyntheticApertureLadar）174.5小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势184.6性能技术指标不断提高184.7多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征194.8雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式194.9分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达194.10星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容204.11军用和民用卫星的界线越来越不明显205与SAR相关技术的研究动态215.1国

3、内外SAR图像相干斑抑制的研究现状215.2合成孔径雷达干扰技术的现状和发展215.3SAR图像目标检测与识别235.4恒虚警技术的研究现状与发展动向265.5SAR图像变化检测方法285.6干涉合成孔径雷达325.7机载合成孔径雷达技术发展动态345.8SAR图像地理编码技术的发展状况365.9星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况385.10逆合成孔径雷达的发展动态395.11干涉合成孔径雷达的发展简史与应用3939合成孔径雷达概述1合成孔径雷达简介合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,简称SAR)是一种全

4、天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。它是二十世纪高新科技的产物，是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向双向高分辨率遥感成像的雷达系统，在成像雷达中占有绝对重要的地位。近年来由于超大规模数字集成电路的发展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号处理算法的发展，使SAR具备全天候、全天时工作和实时处理信号的能力。它在不同频段、不同极化下可得到目标的高分辨率雷达图像，为人们提供非常有用的目标信息，已经被广泛应用于军事、经济和科技等众多领域，有着广泛的应用前景和发展潜力。国内外越来越多的科技研

5、究者已投身于这一领域的研究。在早期研究雷达成像系统时采用的是真实孔径雷达系统(RealApertureRadar)。真实孔径雷达成像系统及处理设备相对较为简单，但它存在一个难以解决的问题，就是其方位分辨率要受到天线尺寸的限制。所以要想用真实孔径雷达系统获得较高的分辨率，就需要较长的天线。但是所采用天线的长短往往又受制于雷达系统被载平台大小的限制，不可能为了提高分辨率无休止地增加天线长度。幸运地是，随着雷达成像理论，天线设计理论、信号处理、计算机软件和硬件体系的不断完善和发展，合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar

6、)的概念被提出来。合成孔径雷达系统的成像原理简单来说就是利用目标与雷达的相对运动，通过单阵元来完成空间采样，以单阵元在不同相对空间位置上所接收到的回波时间采样序列去取代由阵列天线所获取的波前空间采样集合。只要目标被发射能量波瓣照射到或位于波束宽度之内，此目标就会被采样并被成像。利用目标－雷达相对运动形成的轨迹来构成一个合成孔径以取代庞大的阵列实孔径，从而保持优异的角分辨率。从潜在的意义上来说，其方位分辨率与波长和斜距无关，是雷达成像技术的一个飞跃，因而具有巨大的吸引力，特别是对于军事和地理遥感的应用更是如此。因此，合成孔径雷达(SA

7、R)已经成为雷达成像技术的主流方向。1.1合成孔径雷达的概念合成孔径雷达是一种高分辨率相干成像雷达。高分辨率在这里包含着两方面的含义：即高的方位向分辨率和足够高的距离向分辨率。它采用多普勒频移理论和雷达相干理论为基础的合成孔径技术来提高雷达的方位向分辨率；而距离向分辨率的提高则通过脉冲压缩技术来实现。它的具体含义我们可以通过以下四个方面来理解：（1）从合成孔径的角度。它利用载机平台带动天线运动，在不同位置上以脉冲重复频率（PRF）39发射和接收信号，并把一系列回波信号存储记录下来，然后作相干处理，就如同在所经过的一系列位置上，都有一

8、个天线单元在同时发射和接收信号一样，这样就在平台所经过的路程上形成一个大尺寸的阵列天线，从而获得很窄的波束。如果脉冲重复频率达到一定程度（足够高），以致相邻的天线单元间首尾相接，则可看作形成了连续孔径天线。诚然这个大孔径天线要靠信号处