合成孔徑雷達及其兩種解釋

2021-10-10 07:16:53 字數 887 閱讀 5250

代替真實孔徑的技術是」合成孔徑「。」合成「這個術語指的是一種可以大幅度的提高空間解析度的回波處理方法。這種方案的原理可以由兩種技術來進行解釋。其一是都卜勒波束銳化。其二是對一些低解析度天線的相干合成來提高方位解析度。

sar技術的關鍵點是利用乙個沿著軌跡「運動」的天線合成乙個等效尺寸大得多的天線。

sar平台是連續運動的,我們可以利用這一點來定位回波來自波束的哪一部分——波束前半部分內目標的回波發生向高頻偏移的都卜勒頻移;後半部分則發生向低頻偏移。頻移越大,代表回波離波束中心越遠,因此天線足跡可以被劃分為一系列等都卜勒頻移的單元(當然,也可以劃分為等距離單元)。雷達掃過任何給定目標,其回波頻率將相應改變。

不像rar,sar不需要窄波束,但需要有精密的回波頻率特性測量的能力。都卜勒模型利用的是雷達系統的頻率分析能力。

sar的都卜勒解釋很直觀,為大家理解為什麼乙個較寬的波束可以帶來較好的方位向解析度提供了乙個簡便的途徑。然而在實際系統中還會遇到兩個問題。首先,雷達系統對於單個回波的都卜勒頻移並不敏感,即使是運動飛快的衛星系統也是如此;其次,sar處理系統使用「開始-停止」(start-stop)近似,即將許多位於飛行路徑上的「固定」點進行相干疊加(假設當進行測量時儀器是靜止的)。

幾何即使的基礎並不在於測量都卜勒頻移,而是將許多儀器工作的小天線合成乙個大天線。

sar的技巧是對單個小天線運動中一系列相繼的測量值進行合成,而不是直接同時進行測量。如同以都卜勒解解釋理解的過程,這裡也要求sar能發射相干脈衝,即其初始幅度和相位相同。當這個得以實現,乙個回波序列被進行相干處理(即同時考慮幅度和相位),就好像它們是一些均勻排列的靜止小天線一樣。利用這個技術,我們可以合成乙個非常大的孔徑的天線——甚至幾公里長!

:文章選自《微波遙感導論》英lain h.woodhouse 著

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