合成孔徑雷達 逆合成孔徑雷達

2021-10-12 08:06:35 字數 1323 閱讀 9489

逆合成孔徑雷達,可以看作是把合成孔徑雷達,反過來。合成孔徑雷達,裝在乙個運動的平台上,探測固定目標;逆合成孔徑雷達,是用一部固定雷達,探測乙個運動目標。兩者都是通過對雷達回波頻率的精細處理,把角度解析度提高幾十倍甚至幾百倍。

合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達具備高解析度的原理,在電子理論上有多種解釋方法,下面是其中一種。

普通雷達的角解析度,可以看作是雷達波束的寬度。比如在下圖中,三個目標都在乙個波束範圍內(距離相同,或差別不超過雷達的距離解析度),雷達天線發射乙個雷達波過去,三個目標反射的電波,基本上同時返回天線、接收機。因此在雷達眼裡,那裡有「乙個目標」。但如果存在橫向移動,這三個雷達回波就會有細微差別。合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達,正是利用這一特性來工作的。

先說合成孔徑雷達。上圖中,左邊的雷達在向上移動,右邊三個目標不動。這時右邊返回的三個雷達回波,中間那個的頻率和發射波一樣。而上面的回波,因為目標和雷達間的距離在縮短,因此回波頻率會公升高,也就是有都卜勒頻移。這個變化當然很小,但如今的技術條件已經能檢測出來,只需要積累足夠數量的雷達回波。下面的回波,因為目標正遠離雷達,頻率降低。

區分出都卜勒頻移是高是低還是零,而且高多少低多少,就能分辨出目標具體在哪個位置。上圖中能把都卜勒頻移的變化區分出5檔,就能在原來乙個波束寬度內,區分出11個目標,相當於角解析度提高了10倍。當然,這個分析過程不是靠乙個回波實現的,雷達需要一邊飛行一邊探測,連續接收多個甚至幾百個回波,然後通過一套複雜的三角函式關係,把這些回波訊號綜合到一起,才能得出結果。

反過來的逆合成孔徑雷達,雷達是固定的,目標在飛行,比如這架飛機。頭尾各處雖然都在乙個雷達波束範圍內,但它們相對於雷達的角度不同,反射的回波訊號也有不同的都卜勒頻移。於是在接收足夠多回波,完成頻率分析後,雷達可以看出這架飛機的長度、大致外形。這就是逆合成孔徑雷達。

當然,合成孔徑雷達為了獲得高解析度,也得有些犧牲。比如機載雷達要盡量以穩定速度和固定方向飛行,否則頻率分析的難度會加大;要飛一定的時間,積累足夠數量、強度的回波訊號。逆合成孔徑雷達,則要假設目標在乙個探測週期內是勻速直線飛行。而且這種雷達的資料更新率不如其它雷達。因此現在逆合成孔徑雷達適合探測和識別衛星、轟炸機等機動少的飛行目標,不適合火控等任務。

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