第四章 合成孔径雷达
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，简称SAR ）是成像雷达中应用最
多，也是本书讨论的重点。在前几章对雷达如何获取高的距离分辨率和横向分辨
的基础上，从本章开始用三章的篇幅对合成孔径雷达作较详细的讨论。
首先，结合工程实际介绍合成孔径雷达的原理。在前面的讨论中已经提到，
根据不同的要求，成像算法（特别是横向成像算法）有许多种，本章只介绍最简
单的距离-多普勒算法的原理，目的是由此联系到对合成孔径雷达系统的要求以
及工程实现方面的问题。
合成孔径雷达通常以场景作为观测对象，它与一般雷达有较大不同，我们将
在本章讨论合成孔径雷达有别于一般雷达的一些技术性能和参数。
4.1 条带式合成孔径雷达成像算法的基本原理
4.1所示，设X 轴为场景的中心
线，Q 为线上的某一点目标，载机以
高度H 平行于中心线飞行，离中心线
的最近距离B R 为
B R = （4.1） 当载机位于A 点时，它与Q 点的斜距
为
R = （4.2） 式中t X 为点目标Q 的横坐标。
当分析中心线上各个点目标的回波状况及成像算法时，可以在包括场景中心
线（即X 轴）和载机航线的平面里进行。至于场景里中心线外的情况将在后面
说明，这里暂不讨论。
一般合成孔径雷达发射线性调频（LFM ）脉冲，由于载机运动使其到目标的
距离发生变化，任一点目标回波在慢时间域也近似为线性调频，而且包络时延也
几何示意图
随距离变化，即所谓距离徙动。合成孔径雷达成像算法的任务是从载机运动录取得到的快、慢时间域的回波数据，重建场景图像，它是二维匹配滤波问题。
严格考虑距离徙动的成像算法比较复杂，在实际应用中，一般均根据情况采用一些较简单的算法，这些将在第五章里系统介绍。在这里我们主要讨论分辨率较低，距离徙动影响可以忽略的最简单的情况，这时可采用简易的距离-多普勒基本算法。
所谓距离徙动的影响可以忽略不计是指雷达波束扫过某点目标的相干处理时间里，目标斜距变化引起的距离徙动值小于距离分辨单元长度的1/4~1/8，即场景中心线上所有点目标的回波（距离压缩后的）在慢时间域里均位于同一个距离单元。当然，因斜距改变引起的二次型相位变化还是需要考虑的，即系统的脉冲响应函数应考虑二次型相位。这种情况下的成像算法是比较简单的，可将回波信号先在快时间域作脉压匹配滤波，然后再对快时间域的每一个距离单元分别沿慢时间作方位压缩的匹配处理，于是得到场景的二维图像。在上面的图4.1中，我们提出只对中心线上的目标进行讨论，场景的二维图像当然包括场景里中心线以外的目标，这将在下一节里说明。
脉压匹配滤波可以在时域用回波数据与系统函数作卷积处理，也可以在频域作乘积处理，由于乘积的运算量小，同时时频域之间的傅里叶变换有FFT快速算法，频域计算用得更多。此外，由于场景有一定宽度，比发射脉冲宽度宽不少，而沿慢时间录取的数据长度一般也比波束扫过一个点目标的相干积累时间长得多，即时域信号长度比系统匹配函数长得多，这里应将信号分段处理后再加以拼接。
4.2合成孔径雷达回波的多普勒特性
信号有时域表示和频域表示，一般情况直接获取的是时域信号，通过傅里叶变换得到它的频谱。合成孔径雷达信号也是如此，快时间表示的发射信号是在时域生成，而慢时间回波则为载机运动过程中回波的变化序列。通过傅里叶变换，可以得到快时间频谱（距离谱）和慢时间频谱（多普勒谱或方位谱）。
合成孔径雷达信号有它的特殊性，它的回波为众多点目标回波的线性组合，而对一个点目标来说，其快、慢时间回波均为（或近似为）线性调频信号。对于
包络变化和频率变化相对缓慢的线性调频信号，它的瞬时频率分量与频谱中相对
应的分量基本相同，也就是说从慢时间域回波的瞬时多普勒分量可以得回波信号
的多普勒谱，这一性质有助于对复杂情况下成像分析的理解。为此，在这里作较
详细的讨论。
如图4.1所示，若沿场景中心线（即图中的X 轴）分布有多个点目标，设雷
达为正侧视工作，载机沿航线飞行时波束依次扫过各个点目标，并接收到它们的
回波。这些回波的特性相同，只是沿慢时间轴有不同的时延。因此，如果将录取
在m t t -两面的回波数据，通过傅里叶变换由慢时间域变换到多普勒域，则除线
性相位有不同的系数（对应于不同的时延）外，频谱结构完全相同。
图4.2（a ）示场景中心线上有两个点目标A 和B ，而在更远处有一个点目标
C 。在发射LFM 脉冲作用下，录取于m t t
-?平面的回波数据的支撑区如图（b ）所示，支撑区的横向长度决定于波束扫过的时
间，远处的目标时间较长。保持快时间域不变，
通过傅里叶变换从慢时间域变换到多普勒域，
回波数据的支撑区如图（c ）所示，前面已经指
出，纵向距离相同的点目标，除线性相位外多
普勒谱结构相同，当然支撑区也相同。第三章
里已经证明，波束扫过目标的回波数据的频域支撑区为22sin ,sin 22BW BW Vf Vf C
C θθ??-????，所以A 、B 两点目标的支撑区相同，而点目标C 的支撑
区频域宽度也相同。
从上面的讨论可知，多普勒支撑区还和频
率f 有关，频率越高，支撑区长度也越宽。合
成孔径雷达一般具有较宽的频带，对于LFM 信
号（设调频率为正），图4.2（c ）中的支撑区呈
弧梯形。需要补充说明的是，在上一节的低分
辨简单情况，由于距离分辨率低，信号频带较图4.2 点目标及回波数据
?(a)
??A B C
t
窄，信号频率分量对支撑区的影响可以忽略，可将图（c ）中的支撑区近似为矩
形，但是在一些高分辨场合，这一近似不成立。
将回波数据从慢时间域［图（b ）］变换到多普勒域［图（c ）］，两者之间的
关系还须作一些说明。在慢时间域某一时刻m t 的回波为波束照射范围内目标的回
波之和，按距离远近先后到来；而在多普勒域某一瞬时多普勒d f 的回波，为载
机飞行录取过程中，雷达斜视角θ满足2sin d Vf f C
θ=处的目标的回波。暂讨论雷达载频c f 的情况，这时斜视角θ与多普勒d f 一一对应，即多普勒谱中某一d f 的
分量，为载机飞行录取过程中所有时刻斜视角为θ处的回波的组成，回波也要按
距离远近先后排列。可以看出，沿场景中心线分布的目标，按上述方式录取时，
回波的慢时间不同，但距离是相同的。换一个d f ，它对应的斜视角改变，录取
回波的情况相类似，只是沿场景中心线分布的目标的距离会有所变化，当0
d f =（即斜视角0θ=）时，距离是最短的，即各目标与航线的最近距离。
上面讨论的是频率为雷达载频c f 时的情况。合成孔径雷达通常用线性调频信
号，且频带较宽，点目标回波的频率随快时间变化，在斜视角相同的情况下，d
f 与f 成正比。因此，任一瞬时点目标快时间域的回波，在d t f -平面里表现为斜
线（只有0d f =的分量例外）［图4.2（c ）］。
上面我们讨论了合成孔径雷达回波信号在慢时间域和在多普勒域中某一分
量的意义。为了得到回波信号的多普勒谱函数，可以将接收到的回波时域信号在
慢时间域作傅里叶变换。由于傅里叶变换是一种线性变换，只要对单个点目标回
波作变换处理即可；而且合成孔径雷达重视的是信号的相位历程，主要研究信号
的相位函数。其实，得胜上面提到的瞬时多普勒与多普勒谱中相对应的分量基本
相同的概念，也可直接得到多普勒域的相位函数。
实际上，对慢时间域回波信号作傅里叶变换要用到驻相点法的近似算法，这
一算法与瞬时多普勒与多普勒谱中对应分量基本相同的概念是一致的，当然得到
的结果也相同。
4.3 数据录取平面、聚焦平面和成像显示平面
合成孔径雷达属于两坐标雷达，场景成像是一个二维平面，在处理过程及其
最后结果都是二维的。实际场景不可能是理想平面，会有高程变化，雷达载体（飞
机、卫星等）更是远高于场景平面，显然其模型是三维的。于是我们会产生一个
问题，我们在实际的三维空间里究竟采用的是哪一个平面，以及它与实际三维空
间之间的关系。
实从数据录取、处理到成像显示通常不是用同一个平面。首先是回波的数据
录取平面，合成孔径雷达工作在条带模式时，天线波束指向固定（用得多的是正
侧视），在载机飞行过程中以快时间t 和慢时间m t 为坐标录取平面数据。实际上，
慢时间只是记录回波的顺序（由于载机过程一定，它等价于合成孔径阵元的空间
坐标），即实际录取的是以快时间t 表示的斜距，以及慢时间历程通过处理后得
到的瞬时多普勒。由于瞬时多普勒与回波多普勒谱中对应的分量基本相同，录取
于d f t -平面的信息足以描
述平面内的情况，至于仰角
向的高程信息，一般合成孔
径雷达是得不到的。
数据录取平面显然应包
含雷达运动历程的轨线——
载机航线，同时将与它平行
的条带中心线包含在内是合
理的。这样，所以用这两条
平行线所成的平面作为数据
录取平面。平面外空间目标
的回波相当以“等距离”和
“等多普勒”的关系映射到
录取平面上。空间的等距离
面为以雷达天线相位中心为
原点、以一定距离值为半径
的球面；而等多普勒面仍以图4.3 数据录取平面、聚焦平面以及
成像显示平面的几种选择数据录取平面场景中心目标2图象聚焦平面成像显示平面? ?目标1图象目标2目标1(a)(b)场景中心聚焦平面? ? 目标1目标1图象目标2图象目标2成像显示平面数据录取平面场景中心(c)成像显示平面聚焦平面数据录取平面??
目标2目标1图象目标1 目标2图象
天线相位中心为原点，以载机速度向量为轴线，锥顶角（等于两倍斜视角的余角）
为一定值的圆锥面，一定值的圆锥面与一定值的球面相交，在空间形成等距离-
等多普勒曲线。以与载机速度向量正交的平面为例，此时斜视角为0（即锥顶角
为π），它是多普勒等值面。等距离线应为圆弧线（相当于球面波前），由于实际
波束仰角向的波束宽度较小，照射的条带幅宽通常远小于场景距离，球面可近似
为平面波。于是，在这一平面里，雷达到场景中心的连线为数据录取平面在该平
面内的横截线，线外目标到数据录取平面的映射，相当于到该连线的垂直投影［图
4.3（a ）］。
顺便提一下，数据录取平面是一种提法，它基于载机航线为理想直线，实际
是不可能的，航线总会有起伏，录取面为“曲面”。我们在这里以理想情况说明
原理，下面仍称它为平面。有关录取面起伏的问题将在后面研究。
对于上述与航线垂进法平面以外
的空间，它们应当以等距离-等多普勒
线映射到数据录取平面里，而如图4.4
所示。但在距离较远、范围较小的观测
区域里，等多普勒面近似为一组平行
面，录取平面外的目标沿这些平行面垂
直投影到录取平面上。
下面再讨论聚焦平面问题。由于合成孔径为近场处理，要根据目标离载机航线的远近确定聚焦函数，聚焦平面应与
实际场景平面相一致，使位于场景平面里的目标得到良好聚焦。为此应将录取平
面的数据等效转换到聚焦平面上，如图 4.3（a ）所示，将录取目标沿垂直线交
于聚焦平面。
对场景目标完成聚焦后，还要选择成像显示平面，即将在聚焦平面的结果转
换到成像显示平面上。
成像显示平面可以有多种选择，将聚焦平面选择为成像显示平面是一种合理
的选择，这时场景上的点投影到录取平面，后又沿原路转换回到聚焦平面，聚焦
处理完成后即在同平面内显示［图4.3（a ）］，这时场景平面上的目标保持原状，
场景中有一定高程的目标会有位移。
图4.4 点目标P的等距离 -等多普勒线
另一种成像显示平面的选择是介乎于数据录取平面和聚焦平面之间，而如图
4.3（c ）所示。这时数据录取和聚焦处理两步骤与前面的相同，只是聚焦完成后
再投影到新的成像显示平面。
比较上面三种方法可见，第三种方法具有一般性，前两种方法只是它的特例。
如果场景十分平坦，用第一种方法，即选择聚焦平面作为成像显示平面是合理的，
它基本反映了平面场景的面貌。用图 2.3（b ）选择数据录取平面作为成像显示
平面的方法，完全是为了简化运算。可以看出，从实际表示目标位置的聚焦平面
投影到数据录取平面，场景纵向长度受到压缩，将原场景中的正方形变成纵窄横
宽的长方形。而图 2.3（c ）的中间情况要多一次投影运算，只用在某些特殊需
要的场合。
应当指出，区分数据录取平面和聚焦平面基于在有些场合必须考虑聚焦函数
的空变性，如果分辨率要求不同，场景幅度不大，以及波束下视角较小，就可以
直接在数据录取平面作聚焦处理，并在该平面显示场景图像。
4.4 场景高程起伏引起的几何失真
雷达基本上是基于距离测量的探测设备，一般的合成孔径雷达在垂直平面里
没有仰角分辨率，完全是根据几何关系由距离来确定目标位置，在许多场合不可
避免地产生几何失真。
合成孔径雷达成像
一般用斜距近似表示地
面距离。如图4.5所示，
若场景宽度较宽，球面波
效应不能忽略，则用斜距
表示的地面距离是有失
真的，等距球面与地面的
交点是远密近疏。当然，只要知道场景和载机高度的几何关系，这种几何失真可以通过计算加以校正，但
是如果地面有起伏，且起伏的状况不预知，就会带来一系列问题，这将在下面讨
论。此外，如果图 4.5球面波间的间隔等于距离分辨率r ρ，则地面距离分辨率
图4.5
/cos rg r ρρψ=，其中ψ为雷达的下视角；ψ越大，地面分辨率也越差。
当场景地面有起伏时，用合成孔径雷达成像的几何失真主要有：缩短，错位
和阴影。
图4.6 地面起伏的距离缩短效应ψα-<< 900（a）
090<<-αψ （b）
若雷达的下视角为ψ，起伏地面的水平倾角为α，则当
(90)(90ψαψ--<<-时在合成孔径雷达所成的图像里会发生缩短现象。图
4.6（a ）是090αψ<<-的情况，而图4.6（b ）是(90)0ψα--<<的情况。比
较图4.5可知，在场景为理想平面也有缩短现象，即将图中的地面距离rg ρ表示
较短的r ρ。地面的起伏有时使缩短现象更为严重［如图4.6（a ）］，有时使缩短现象轻一些［如图4.6（b ）］。
错位的现象如图4.7所示，它发生在90αψ>-的场合。从图4.7可见，从
地面距离来说，土包底部B 点到雷达的距离较顶部A 点为近，但从到雷达的斜距
来说，A 点较B 点为近，因而在合成孔径雷达图像里发生了错位。由此可见，主
要基于测距的雷达成像和人的目视像在这里有很大不同，而基于测角的光学仪器 成像与目视像是一致的，不会出现上述错位现象。
阴影现象发生在αψ-≥的场合，如图4.8所示，图中粗线部分是雷达电波照
射不到的，为无回波的阴影区。这里的阴影与目视的阴影不同，后者是外界光源
（如太阳、月亮等）照射不到的地方，而仍处于视角的范围里，而视线视遮挡的
α
ψ≤-90图4.7 错位现象
部分在图像上是不被显示的。
上述的一些失真形成了合成孔径雷达图像和光学图像的差别，作图像理解时应加以注意。
4.5 合成孔径雷达的性能指标
合成孔径雷达一般以场景观测为目的，在军事应用中还用它来检测和识别目标（至于动目标检测更是战场感知的重要方面，由于后面还要专门讨论，这里暂不涉及）。因此，合成孔径雷达的性能和一般雷达相比较，有许多共同性，但也有不少特殊性。这里只对它的特殊问题展开讨论。
合成孔径雷达以成像为目的，它所特有的性能指标主要和图像质量有关，如散射点的检测能力，散射点的空间分辨能力，散射点的相对定位精度，散射点雷达截面积的对比度，以及图像的清晰度等。下面围绕这一系列性能指标来讨论合成孔径雷达。
4.5.1 合成孔径雷达的信噪比方程
一般雷达，若具有相干匹配的发射-接收系统，其信噪比方程为：
2234(4)i PG T SNR KTR λσπη
= （4.3） 天线增益G 与天线面积A 有下列关系
24A
G πλ= （4.4）
将其代入（4.3）式，得
224(4)i PA T SNR KTR σπλη
= （4.5） 式中
P －平均发射功率，
σ－目标雷达截面积，
i T －目标驻留时间，
K －波兹曼常数，
T －系统的噪声温度，
R －目标到雷达的距离，
η－系统损耗。
对于合成孔径雷达，我们要作工程设计的是安装于运动载体的实际雷达，因积分旁瓣的定义是所有能够混迭过来的旁瓣能量和与主瓣能力之比此，暂撇开“合成孔径”的概念，而来讨论一个具有不大孔径天线的“实际”雷达。问题在于这一“实际”雷达以合成孔径模式工作时有什么特点。特点之一是以聚焦方式实现合成孔径，其实这属于发射-接收系统的相干匹配滤波，目标驻留时间（即目标回波的相干积累时间）比一般雷达
长得多。如（4.5）式所示，如果其它
参数不变，由于i T 的大大加长，何以使
发射平均功率减小很多
另一个特点是若合成孔径雷达以
观测场景为目的，雷达目标即场景的杂
波，若合成孔径雷达的距离和横向距积
分旁瓣的定义是所有能够混迭过来的
旁瓣能量和与主瓣能力之比离分辨单
元长度分别为r ρ和a ρ，则地面分辨单
元（相当于目标）的雷达截面积为 0cos r a ρσσρψ
= （4.6） r
图4.9
式中0σ为地面后向散射系数，ψ为天线波束射线的下视角。
合成孔径雷达的目标回波相干积累时间还和其它一些参数有关，若实际天线横向孔径为D ，则波束在距离R 处所张的长度为/R D λ，这也就是合成孔径长度
L 。若载机速度为V ，则i
L TV =，于是 2a i R
TV λρ= （4.7）
将（4.6）式代入（4.5）式，并考虑（4.7）式的关系，雷达信噪比方程又可写成
203(8)cos r PA SNR V KTR ρσπληψ
= （4.8） 上式的特点之一是SNR 与横向距离分辨单元长度a ρ无关，这是很显然的，a ρ的减小会导致“目标”的RCS 降低，但它会使相干积累时间加长，两者的作用相消。另一特点是SNR 与载机速度V 成反比，这是因为载机速度越快，目标驻留时间就越短，减小了能够利用的信号能量。
合成孔径雷达本质上属于搜索模式雷达。对搜索模式雷达，功率孔径积是一个很重要的参数。合成孔径雷达由于“目标”的特殊性，可从（4.5）式导出功率孔径平方积
230(8)()/r PA VKT R SNR πηλρσ= （4.9）
式中功率孔径平方积与距离R 的三次方成正比，而不像一般搜索雷达是与距离R 的平方成正比。
功率孔径平方积这一参数说明了为了减小所需的平均发射功率，加大天线孔径是很有效的。
天线孔径加大除了要考虑载机的承受能力外，雷达自身也有些因素需要考虑，因为天线孔径越大，它的波束就越窄。水平方向波束窄，则有效合成孔径长度短，横向分辨率受到限制；垂直方向窄，则照射的场景幅度就比较短。这些都是必须注意的。
但是在有些场合，由于不容许发生方向模糊和（或）距离模糊（一般均不允许发生，除非有特殊措施，否则图像会因混迭而模糊），对天线孔径面积还有最
小值的限制。
我们知道，载机以速度V 飞行时，回波的多普勒频带为4sin(/2)/2/BW V V D θλ=。为了不发生方位模糊，最低脉冲重复频率RL f 至少等于上述多普勒频带，即
2/RL f V D = （4.10）
如果条带式合成孔径雷达的最大斜距和最小斜距分别为f R 和n R ，则
cos f n l R R R ψ-=，l R 为条带场景的幅度，
ψ为天线波束射线的下视角（图4.9）。由于天线仰角波束宽度为/W λ，W 为仰角波束宽度，因此条带幅度/sin l R R W λψ=。由此可得/tan f n R R R W λψ-=。如果发射脉宽与()f n R R -所对应的时间小得多，则不发生距离模糊的条件为2()/2/R f n T R R C R W C
λψ≥-=，即雷达的最高重复频率RH f 为 tan 2RH WC f R ψλ
= （4.11） 合并（4.10）式和（4.11）式，得
4tan RL RH R f V R f A C λψ
= （4.12） 式中R A DW =，为天线面积，即天线面积与其它参数有下列关系
4tan RH R RL f V R A f C λψ
== （4.13） 比值/RH RL f f 一定大于1，将/R H R L
f f 取为1时为方位和距离模糊均不发生时所必须的天线最小面积MIN A 为
MIN 4tan V R A C λψ
= （4.14） 上式表明，当场景距离远，载体速度高时，天线最小面积将受到较大限制。因此，在机载合成孔径雷达这一要求容易满足，我们讨论这一问题的目的是明确重复频率的原则。而天线合成孔径雷达就不一样了，卫星的速度高、距离远，以一般的低轨卫星为例，设7000V =米/秒，1000R =公里，对0.2λ=米的雷达，
若45ψ=，则M I N 18.7A =平方米。因此，天线合成孔径雷达一般都采用孔径面积大的天线。还应当指出的是在（4.14）式的推导过程中过于临界，实际上比值/RH RL f f 十分接近1是不好的，应取大一些的数值。
4.5.2 系统脉冲响应
合成孔径雷达由于孔径很大，相当于非远场工作，其系统响应是空变的，但通过一定的变换和处理，可使其响应函数成为非空变的。对于非空变的线性系统，系统脉冲响应函数可以充分表示它的特性。这一小节我们重点讨论它。
合成孔径雷达的处理主要是进行二维脉冲压缩――距离维脉冲压缩和横向距离（方位）维脉冲压缩，而对脉压系统，其响应的主要指标是主瓣宽度的旁瓣结构。
对脉压系统，主瓣宽度主要决定于信号频带及为降低旁瓣所作的幅度加权，发射信号的频带f ?是预先确定的，对于幅度不加权的脉冲（含线性调频信号），经匹配滤波脉压后的输出脉冲宽度等于1/f ?，但旁瓣电平最高达-13.6dB 。为了降低旁瓣通常作幅度加权，例如5n =d 的泰勒加权，可使最高旁瓣电平降低到-35dB 。但主瓣宽度会展宽1. 倍。
横向距离（方位）压缩的主瓣宽度主要决定于回波慢时间的多普勒带宽。慢时间回波的包络不是矩形的，它受实际天线双程波束调制，一般将3dB 带宽外的信号由于信噪比不高而加以截除，同时对留下的主要部分作幅度加权，以降低旁瓣，它的主瓣宽度也要相应展宽。
造成主瓣展宽的原因不仅是幅度加权，系统响应的特性误差也有影响，特别是决定横向分辨的慢时间回波是很难做到十分稳定的，载机的扰动和颠簸使系统特性失真。对系统的频率特性来说，低频响应影响主瓣，而高频响应影响旁瓣结构。对主瓣影响最大的是低次相位误差，其中一次线性相位误差，主要影响成像点的位置，造成几何失真；二次相位误差对主瓣形状的影响最大，它会使主瓣展宽。计算表明，若信号时间两端因二次相位畸变造成的相位差达 ，则主瓣增宽 倍；若该相位差达 ，则主瓣增宽 倍。因此，实际脉压宽度主要考虑这两方面的影响，总的增宽为两个倍数相乘（近似为两个尾数相加）。
旁瓣的影响严格地说是二维的，应在二维平面考虑。不过系统一般是二维可
分离的，例如波数
函数可写成 ()=y x K K G ,()()y y x x K G K G ，可以分别通过傅氏
变换转换到像域，
它仍然是二维可分
离的。两个坐标正
交的脉压函数相乘
后得到的二维脉冲响应函数如图4.10所示，其中Y 和X 轴的截面即距离和横向距离的脉冲响应，这两个轴上旁瓣较高，称为旁瓣主轴方向，而平面的其它部分称为中间区，其旁瓣值为相应两主轴旁瓣的乘积，它们的数值是很小的。
上面是系统为理想时的情况，系统特性误差的影响又如何呢？合成孔径雷达有它的特点，距离旁瓣结构受实际雷达接收系统的影响，它和载机运动的慢时间基本上没有关系；而横向距离旁瓣结构受载机运动扰动的影响，它对雷达接收特性也基本没有影响。也是说，由于系统高频特性误差影响的旁瓣结构也基本上是二维可分离的，它们会使两主轴上的旁瓣电平有所提高，但在脉冲响应二维平面里，主轴旁瓣电平远高于中间区这一事实是不会改变的。
系统衰减产生的旁瓣结构，一般是无规律的杂乱旁瓣。实际上，有规律的误差，如载机机身作正弦摆动，从而使慢时间回波相位或振幅出现附加的尖峰旁瓣。这时应找到误差根源加以补偿。
另一问题需作一些补充，对回波信号作快时间或慢时间采样，其采样率均基于不发生频谱混迭，例如在一个距离单元长度采样1到1.5次。图4.11（a ）是对一脉冲响应函数采样，所得离散值的形状与原包络相比相去甚远，这会影响图像的质量。为了使采样离散值的形状接近于原包络，应作插值处理。简单的插值方法是在谱域加0以增长谱域数据，再变换到像域得到间隔较密的离散值图4.11（b ）是加 倍0的例子。
图4.10 二维系统脉冲响应函数
a）（b）
图4.11
旁瓣电平过高在一般雷达里是产生虚假目标，因强点目标的旁瓣电平可能和弱目标相比拟，这在合成孔径雷达里同样存在，主要考虑峰值旁瓣。由于在一般雷达里已经讨论过，这里不再重复。
合成孔径雷达是以获取场景的清晰图像为主要目的，它不像一般雷达那样通过动目标检测处理滤除固定杂波，集中精力观测少数动目标（也可能包含虚警），而是将所有杂波作为需要的“目标”全部显示出来。这时考虑附近目标旁瓣的影响就不是孤立的点目标，而是周围一定区域里的散射点回波。因此，这时应考虑积分旁瓣。积分旁瓣的定义是所有能够混迭过来的旁瓣能量和与主瓣能力之比。前面提到，在二维系统响应平面里，主轴旁瓣比中间区旁瓣大得多，只要考虑两个主轴旁瓣就可以了。因此，积分旁瓣可以将距离维和横向距离维分开来分析。
从上述可知，对某观测点有影响的主要是两个主轴方向一定区域内所有散射点的旁瓣，即统计意义上的积分旁瓣。积分旁瓣主要影响图像中回波特弱的区域，图4.12（a）为不考试积分旁瓣时的，设中间一段为无回波区只有接收机噪声，图（b）表示周围区域积分旁瓣渗入的情况。积分噪声是乘性噪声，它随主瓣强度增加而加大的，当无回波区周围杂波很强时，所渗透过来的积分旁瓣噪声常强于接收机噪声。有关乘性噪声的问题在下一小节里还要讨论。
（a）（b）
图4.12说明积分旁瓣的影响
4.5.3噪声
合成孔径雷达的噪声会影响图像的清晰度，需要考虑的噪声有加性噪声和乘性噪声，加性噪声主要是接收机内部噪声，它与一般雷达相同，这里不再重复。乘性噪声除上一小节讨论过的积分旁瓣外，还有因方位和（或）距离模糊混迭效应产生的噪声，以及信号数字化过程中A/D变换器截尾和饱和，与运算器截尾产生的量化噪声。
前面已经提到，雷达重复频率应适当，以免出现方位或距离模糊，但那里是针对波束主瓣3dB波束宽度而言的，如果考虑波束主瓣边沿以及旁瓣，波束覆盖范围要宽得多，即在慢时间域有宽得多的普勒频带。同样原因，仰角上方的主瓣波沿和旁瓣会使接收到的杂波距离延伸很多，以至于下一周期的主回波相混迭。当然，这些混迭过来的旁瓣分量的回波要比主瓣回波弱很多，但它们还是可能形成对图像质量有影响的噪声。这种噪声的强度随主杂波电平而改变，也属于乘性噪声。
信号处理器的采样率也有类似问题，奈奎斯特采样常依据信号的主频带，其边沿部分，特别对高频拖尾的信号采样会有混迭。滤波特性通带不方整和旁瓣过高也会引入相邻杂波分量。
另一类乘性噪声是数字化和运算过程中产生的量化噪声。运算器有一定的字长，在运算过程会产生截尾噪声，由于一般采用浮点运算，截尾声噪声为乘性噪声。A/D变换器有量化噪声和饱和噪声，雷达接收机有自动增益控制，将输入到A/D变换的杂波调整在最佳电平，使量化噪声与饱和噪声之和最小，因此它也属于乘性噪声。当杂波为高斯分布、且接收增益调整到最佳电平时，量化噪声比量化的数字位数有关，为每一位-5dB[]。例如，A/D变换为6位，则量化噪声比为-30dB。
乘性噪声的大小都以噪声和信号强度的比值来表示，称为乘性噪声比（MNR），例如积分旁瓣比（ISLR），模糊噪声比（AMBR）和量化噪声比（QNR）。总的乘性噪声比等于
MNR=ISLR+AMBR+QNR（4.15）对图像中的某一区域来说，量化噪声是当地杂波产生的，积分旁瓣是邻域杂波产生的，而模糊噪声是远处杂波混迭过来的。不管这些噪声来自何处，它们混合成一个与原图像完全不同的图像而成为干扰。而影响图像的清晰度，还可能在原图像回波特弱的区域（如湖面、空阔广场）里产生虚假目标。为此，应对合成孔径雷达的各部分提出要求，使总的乘性噪声比低于一定电平。表4.1是一个典型例子。
表4.1系统的乘性噪声比
噪声来源工作状况局部乘性噪声比
距离向孔径效应-35dB；n=5泰勒权-27.4dB
方位向孔径效应-35dB；n=5泰勒权-27.4dB
距离向宽带相位误差0.03 rad（RMS）-30.4dB
方位向宽带相位误差0.07 rad（RMS）-23.1dB
距离向宽带相对幅度误差5%（RMS）-26.0dB
方位向宽带相对幅度误差4%（RMS）-28.0dB
量化噪声A/D变换器
数字运算器
6 bits
32 bit浮点
-30.0dB
-60.0dB
距离模糊PRF按仰角方向图正确选择-50.0dB
方位模糊PRF按方位方向图正确选择-30.0dB
处理模糊滤波和采样-40.0dB
总乘性噪声比-18.2dB
表4.1表明，乘性噪声比中的一些主要分量滤波的旁瓣特性外，系统衰减的影响不可忽视，而后者在实际里是更难控制的。
此外，合成孔径雷达里还有一种乘性噪声，称为“相干斑”噪声。这种噪声的形成原理与一般雷达里的复杂目标“闪烁”现象相类似。合成孔径雷达的一个分辨单元用一个强度值表示，实际上，虽然分辨单元不大，它里面通常还是存在多个散射点，单元的回波为各个散射点子回波的向量和。因此，单元总的回波强度与雷达的视角有关，视角改变会使子回波间的相位关系发生变化。在少数场合，
使多数子回波基本同相相加，从而出现了特大尖峰。即使是平坦的农田或沙滩，在合成孔径雷达图像里，也会出现一些点状亮斑，通称“相干斑”。相干斑是由于相干合成产生的，在光学图像里就不存在这种斑点。抑制相干斑最直接的方法是采取多视处理，即将波束分成几个子波束，对每个子波束录取的数据单独成像，利用各子波束视角的微小差别，这些差别对场景基本没有影响，但改变了分辨单元内各散射点子回波之间的相位关系（因为雷达波长通常比分辨单元小得多，小的视角变化可使子回波间的相位差发生大的变化），使同一分辨单元的回波强度值发生变化。将各子波束所得图像作非相干相加，会对强度起伏的背景起到平均作用，使相干斑得到抑制。一般情况下，用“四视”平均可使相干斑明显减弱。需要指出的是这种抑制相干斑的方法是以牺牲横向分辨率为代价的，“四视”工作将使横向分辨率降低到原来的四分之一。
针对相干斑噪声的特点，在图像后处理也有一些有效的去噪方法。这已经不属于本书范围，这里不再讨论。
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 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 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
S A R 图像点目 标仿真报告 徐一凡 1 SAR 原理简介 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从而获得大面积高分辨率雷达图像。 SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：2r r C B ρ=，式中r ρ表示雷达的距离分辨率，r B 表示雷达发射信号带宽，C 表示光速。同为 (PT x = ,0z =；）， (;)PT R s r = = (2) (;)R s r 就表示任意时刻s 时，目标与雷达的斜距。一般情况下，0v s s r -<<，于是通过傅里叶技术展开，可将(2)式可近似写为： 2 20(;)()2v R s r r s s r =≈+- (3) 可见，斜距是s r 和的函数，不同的目标，r 也不一样，但当目标距SAR 较远时，在观测带
内，可近似认为r 不变，即0r R =。 图2：空间几何关系 (a)正视图 (b)侧视图 图2(a)中，Lsar 表示合成孔径长度，它和合成孔径时间Tsar 的关系是Lsar vTsar =。(b)中，θ?为雷达天线半功率点波束角，θ为波束轴线与Z 轴的夹角，即波束视角，min R 为近距点距离，max R 为远距点距离，W 为测绘带宽度，它们的关系为： 2min (R H tg θθ?=?-） 式中，rect()表示矩形信号，r K 为距离向的chirp 信号调频率，c f 为载频。 雷达回波信号由发射信号波形，天线方向图，斜距，目标RCS ，环境等因素共同决定，若不考虑环境因素，则单点目标雷达回波信号可写成式(6)所示： ()()r n n s t wp t n PRT στ∞=-∞= -?-∑ (6) 其中，σ表示点目标的雷达散射截面，w 表示点目标天线方向图双向幅度加权，n τ表
合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达（SAR）数据拥有独特的技术魅力和优势，渐成为国际上的研究热点之一，其应用领域越来越广泛。SAR数据可以全天候对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。高级雷达图像处理工具SARscape，能让您轻松将原始SAR数据进行处理和分析，输出SAR 图像产品、数字高程模型（DEM）和地表形变图等信息，应用永久散射体PS、短基线处理SBAS等方法快速准确地获取大范围形变信息，并可以将提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起，全面提升SAR数据应用价值。 基本概念 合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨力。 分类 合成孔径雷达可分为聚焦型和非聚焦型两类。用在飞机上或空间飞行器上可有几种不同的工作模式,最常见的是正侧视模式,称为合成孔径侧视雷达；此外还有斜视模式、多普勒波束锐化模式和定点照射模式等。如果雷达保持相对静止，使目标运动成像,则成为逆合成孔径雷达，也称距离-多普勒成像系统。合成孔径雷达在军事侦察、测
绘、火控、制导，以及环境遥感和资源勘探等方面有广泛用途。 发展概况 合成孔径的概念始于50年代初期。当时，美国有些科学家想突破经典分辨力的限制，提出了一些新的设想：利用目标与雷达的相对运动所产生的多普勒频移现象来提高分辨力；用线阵天线概念证明运动着的小天线可获得高分辨力。50年代末，美国研制成第一批可供军事侦察用的机载高分辨力合成孔径雷达。60年代中期，随着遥感技术的发展，军用合成孔径雷达技术推广到民用方面，成为环境遥感的有力工具。70年代后期，卫星载合成孔径雷达和数字成像技术取得进展。美国于1978年发射的“海洋卫星”A号和80年代初发射的航天飞机都试验了合成孔径雷达的效果，证明了雷达图像的优越性。空中SAR概况 1. 1951年, Carl Wiley 首次提出利用频率分析方法改善雷达的角分辨率. 2. 1953年, 伊利诺依大学采用非聚焦方法使角度分辨率由4.13度提高到0.4度,并获得第一张SAR图像. 3. 1957年, 密西根大学采用光学处理方式, 获得了第一张全聚焦SAR图像. 4. 1978年, 美国发射了第一颗星载Seasat-1. 5. 1991年, 欧洲空间局发射了ERS-1. 6. 1995年, 加拿大发射了Radarsat-1.
SAR 图像点目标仿真报告 徐一凡 1 SAR 原理简介 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从而获得大面积高分辨率雷达图像。 SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定： 2r r C B ρ= ，式中r ρ表示雷达的距离分辨率，r B 表示雷达发射信号带宽，C 表示光速。同样，SAR 回波信号经方位向合成孔径后，雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：a a a v B ρ= ，式中a ρ表示雷达的方位分辨率，a B 表示雷达方位向多谱勒带宽，a v 表示方位向SAR 平台速度。在小斜视角的情况下，方位分辨率近似表示为2 a D ρ=，其中D 为方位向合成孔径的长度。 2 SAR 的几何关系 雷达位置和波束在地面覆盖区域的简单几何模型如图1所示。此次仿真考虑的是正侧视的条带式仿真，也就是说倾斜角为零，SAR 波束中心和SAR 平台运动方向垂直的情况。 图1 雷达数据获取的几何关系 建立坐标系XYZ 如图2所示，其中XOY 平面为地平面；SAR 平台距地平面高H ，以速度V 沿X 轴正向匀速飞行；P 点为SAR 平台的位置矢量，设其坐标为(x,y,z)； T 点为目标的位置矢量，设其坐标为(,,)T T T x y z ；由几何关系，目标与SAR 平台的斜距为： R PT == 由图可知：0,,0T y z H z ===；令x vs =?， 其中v 为平台速度，s 为慢时间变量（slow time ） ，
SAR 图像点目标仿真报告 徐一凡 1 SAR 原理简 介 合成孔径雷达 (Synthetic Aperture Radar . 简称 SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。 它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率 . 利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率 . 从 而获得大面积高分辨率雷达图像。 SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后 . 雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定： r 2C B r . 式中 r 表示雷达的距离分辨率 . B r 表示雷达发射信号带宽 . C 表示光速。同 样.SAR 回波信号经方位向合成孔径后 . 雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定： SAR 平台速度。在小斜视角的情况下 . 方位分辨率近似表示为 a D . 其中 D 为方位向合成 2 孔径的长度。 2 SAR 的几何关系 雷达位置和波束在地面覆盖区域的简单几何模型如图 1 所示。此次仿真考 虑的是正侧 视的条带式仿真 . 也就是说倾斜角为零 .SAR 波束中心和 SAR 平台运动方向垂直的情况。 图1 雷达数据获取的几何关系 建立坐标系 XYZ 如图 2 所示. 其中 XOY 平面为地平面； SAR 平台距地平面高 H.以速度 V 沿 X 轴正向匀速飞行； P 点为 SAR 平台的位置矢量 . 设其坐标为 (x,y,z) ； T 点为目标的位 置矢量 .设其坐标为 (x T , y T , z T ) ；由几何关系 .目标与 SAR 平台的斜距为： 由图可知： y 0, z H , z T 0 ；令 x v s . 其中 v 为平台速度 .s 为慢时间变量( slow v a a . 式中 B a a 表示雷达的方位分辨率 B a 表示雷达方位向多谱勒带宽 . v a 表示方位向 uuur R PT (x x T )2 (y y T )2 (z z T )2 (1)
Real and Synthetic Aperture Radar
Real Aperture Radar (RAR) flight direction
azimuth Synthetic Aperture Radar (SAR) flight direction
azimuth
1
Spatial Resolution (1)
2
距离分辨率 与真实孔径雷达距离向分辨率相同。但由于真实孔径 机载雷达一般用短脉冲来实现距离向分辨率，而合成孔 径雷达通常用带宽（脉冲频率的变化范围）为B的线性调 频脉冲来实现作用距离向的良好分辨率。
δr =
1 c cτ = 2 2B
Spatial Resolution (2)
For Real Aperture Radar (Side-looking Radar)
razimuth ?
λR
l cτ 2 sin θ
rground ? range =
For Synthetic Aperture Radar (SAR)
razimuth ?
l 2 c 2 B sin θ
rground ?range =
3
Rr =
τc
2 cos γ
=
ground Range resolution
pulse length × speed of light 2 cos ( depression angle )
Range Resolution (2)
4
合成孔径雷达成像系统点目标仿真 源程序： clc close all C=3e8; %光速 Fc=1e9; %载波频率 lambda=C/Fc; %波长 %成像区域 Xmin=0; Xmax=50; Yc=10000; Y0=500; %SAR基本参数 V=100; %雷达平台速度 H=0; %雷达平台高度 R0=sqrt(Yc^2+H^2); D=4; %天线孔径长度 Lsar=lambda*R0/D; %合成孔径长度 Tsar=Lsar/V; %合成孔径时间 Ka=-2*V^2/lambda/R0;%线性调频率 Ba=abs(Ka*Tsar); PRF=2*Ba; %脉冲重复频率 PRT=1/PRF; ds=PRT; %脉冲重复周期 Nslow=ceil((Xmax-Xmin+Lsar)/V/ds);%脉冲数 Nslow=2^nextpow2(Nslow); %量化为2的指数 sn=linspace((Xmin-Lsar/2)/V,(Xmax+Lsar/2)/V,Nslow); %创建时间向量PRT=(Xmax-Xmin+Lsar)/V/Nslow; %更新 PRF=1/PRT; % 更新脉冲重复频率 fa=linspace(-0.5*PRF,0.5*PRF,Nslow); Tr=5e-6; %脉冲宽度 Br=30e6; %调频信号带宽 Kr=Br/Tr; %调频率 Fsr=2*Br; %快时间域取样频率 dt=1/Fsr; %快时间域取样间隔
Rmin=sqrt((Yc-Y0)^2+H^2); Rmax=sqrt((Yc+Y0)^2+H^2+(Lsar/2)^2); Nfast=ceil(2*(Rmax-Rmin)/C/dt+Tr/dt); Nfast=2^nextpow2(Nfast); tm=linspace(2*Rmin/C,2*Rmax/C+Tr,Nfast); dt=(2*Rmax/C+Tr-2*Rmin/C)/Nfast; %更新 Fsr=1/dt; fr=linspace(-0.5*Fsr,0.5*Fsr,Nfast); DY=C/2/Br; %距离分辨率 DX=D/2; %方位分辨率 Ntarget=3; %目标数目 Ptarget=[Xmin,Yc,1 %目标位置 Xmin,Yc+10*DY,1 Xmin+20*DX,Yc+50*DY,1]; K=Ntarget; %目标数目 N=Nslow; %慢时间采样数 M=Nfast; %快时间采样数 T=Ptarget; %目标位置 %合成孔径回波仿真 Srnm=zeros(N,M); for k=1:1:K sigma=T(k,3); Dslow=sn*V-T(k,1); R=sqrt(Dslow.^2+T(k,2)^2+H^2); tau=2*R/C; Dfast=ones(N,1)*tm-tau'*ones(1,M); phase=pi*Kr*Dfast.^2-(4*pi/lambda)*(R'*ones(1,M)); Srnm=Srnm+sigma*exp(j*phase).*(0 国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状 与趋势分析 Email:beautyhappy521@https://www.doczj.com/doc/9c17040091.html, 0 引言 未来战场状况瞬息万变，实时掌握正确的情报信息是取得战争主动权的重要因素，对敌照相侦察是进行情报收集的有效手段。然而利用各种天然环境与人为工事、配合黑夜与恶劣气候条件、隐蔽及掩护部队（武器）行踪可使得传统光学影像无能为力，这也给雷达影像以发展契机。 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种全天候、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，并已经成为现代战争军事情报侦察的重要工具[1]。了解与研究国外SAR侦察卫星的发展现状及趋势，无论是对我国开发新的SAR卫星系统还是研究反SAR侦察技术都具有重要的现实意义。 1国外SAR侦察卫星的发展现状 1.1 美国的Lacrosse卫星 “长曲棍球”（Lacrosse）卫星是美国的军用雷达成像侦察卫星。它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处的设施。美国已经发射了Lacrosse-1（1988年12月）、Lacrosse-2（1991年3月）、Lacrosse-3（1997年10月）、Lacrosse-4（2000年8月）、Lacrosse-5（2005年4月），其中Lacrosse-1已经退役，并正在研制Lacrosse-6，分辨率从最初的1 m提高到0.3 m。“长曲棍球”卫星已成为美国卫星侦察情报的主要来源，美国军方计划再订购6台“长曲棍球”卫星上的SAR，每台SAR的价格约5亿美元[2]。 1.2 美国的Discover II卫星 合成孔径雷达概述 蔡 Beautyhappy521@https://www.doczj.com/doc/9c17040091.html, 二OO八年三月二十三 1合成孔径雷达简介 (3) 1.1 合成孔径雷达的概念 (3) 1.2 合成孔径雷达的分类 (4) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (5) 2合成孔径雷达的发展历史 (6) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (6) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (7) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (10) 2.2 我国的发展概况 (12) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (12) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (13) 2.2.2.1 电子科技大学 (13) 2.2.2.2 中科院电子所 (13) 2.2.2.3 国防科技大学 (14) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (14) 3 合成孔径雷达的应用 (14) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (15) 4.1 多参数SAR系统 (16) 4.2 聚束SAR (16) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (17) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (17) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (18) 4.6 性能技术指标不断提高 (18) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (19) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (19) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (19) 4.10 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 (20) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (20) 5 与SAR相关技术的研究动态 (21) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (21) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (21) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (23) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (26) 5.5 SAR图像变化检测方法 (28) 5.6 干涉合成孔径雷达 (32) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (34) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (36) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (38) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (39) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (39) 合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达产生的过程 为了形成一幅真实的图像增加两个关键参数：分辨率、识别能力。 合成孔径打开了无限分辨能力的道路 相干成像特性：以幅度和相位的形式收集信号的能力 相干成像的特性可以用来进行孔径合成 民用卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B 美国军用卫星(LACROSSE) 欧洲民用卫星（ERS系列） 合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动将较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大孔径的等效天线孔径的雷达。 特点：全天候、全天时、远距离、和高分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到目标的高分辨率图像 SAR高分辨率成像的距离高分辨率和方位高分辨率 距离分辨率取决于信号带宽 方位高分辨率取决于载机与固定目标相对运动时产生的具有线性调频性质的多普勒信号带宽 相干斑噪声 机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的一种 极化：当一个平面将空间划分为各向同性和半无限的两个均匀介质，我们就可以定义一个电磁波的入射平面，用波矢量K来表征：该平面包含矢量K以及划分这两种介质的平面法线垂直极化（V）：无线电波的振动方向是垂直方向与水平极化（H）：无线电波的振动方向是水平方向 TE波：电场E与入射面垂直 TH波：电场E属于入射平面 合成孔径雷达的应用 军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应用、水资源、农业和林业 合成孔径雷达在军事领域的应用：战略应用、战术应用、特种应用。 SAR系统的几个发展趋势：多波段、多极化、多视角、多模式、多平台、高分辨率成像、实时成像。 SAR图像相干斑抑制的研究现状 分类：成像时进行多视处理、成像后进行滤波 多视处理就是对同一目标生成多幅独立的像，然后进行平均。 这是最早提出的相干斑噪声去除的方法，这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制 成像后的滤波技术成为SAR图像相干噪声抑制技术发展的主流 均值滤波、中值滤波、维纳滤波用来滤去相干斑噪声，这种滤波方法能够在一定程度上减小相干斑噪声的方差 合成孔径雷达理论概述 合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达，高分辨率包含两个方面的含义：方位向的高分辨率和距离向高分辨率。它通过采用合成孔径原理提高雷达的方位分辨率，并依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率 由于SAR雷达发射信号（距离向信号）和合成孔径信号（方位信号）均具有线性调频性质，SAR成像的实质就是通过匹配滤波器对距离向和方位向具有线性调频信号的信号进行二维脉冲压缩的过程，也就是依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率，通过合成孔径原理提高雷达的方位分辨率的过程 SAR成像处理是先利用距离向匹配滤波器，进行距离脉压，实现距离向高分辨率后，再通过方位向德匹配滤波，最终得到原始目标的高分辨图像。 现役全球InSAR卫星简介 1、德国TanDEM-X卫星 德国TanDEM-X任务是利用两颗TerraSAR-X卫星进行编队飞行的一个高精度的雷达干涉测量系统，第一颗TerraSAR-X卫星于2007年发射升空，计划使用寿命为5年，第二颗TerraSAR-X卫星于2009年发射升空，计划使用寿命为5年，两颗卫星有三年的工作交叠期，德国预计在这三年中生成全球的高精度DEM数字高程模型，高程定位精度优于2m，DEM网格间距为12m。 表2给出了以上几种星载干涉系统在不同基线的情况下高程模糊度的具体数值 不同波段下系统干涉的性能比较 L、X、C波段所生成的SAR图像有其各自的特点，高程信息的精度主要取决于雷达波长和相干系数。对于同一区域的SAR图像干涉处理，L波段的图像相干性高于X、C波段的图像，但是就高程信息的敏感度，X、C波段优于L波段。 2、加拿大Radarsat-2雷达系统 Radarsat-2是加拿大第二代地球观测卫星，于2006年12月发射升空，它几乎保留了Radarsat-1的所有优点，雷达采用C波段，HH极化，数据分辨率3—100m，幅宽10—500km,设计使用寿命为7年，采用多极化工作模式，轨道定位精度15m。能够大大增加可识别地物或目标的类别，能够左视和右视，并且可以实现相互转换，主要用于测绘以及环境和自然资源的检测等方面。 3、日本ALOS观测卫星 2006年1月日本发射了先进陆地观测卫星(ALOS),它携带有L波段相控阵合成孔径雷达(PALSAR)，该卫星主要用于对全球陆地资源和环境实施全天候监测，在高分辨率模式下距离向分辨率优于2m，轨道定位精度10m。PALSAR有较高的距离向分辨率和较高的信噪比，并且在交轨方向对轨道有较好的控制。 本期特约 本文2009208213收到,田锦昌系中国航天科工集团三院三部高级工程师 合成孔径雷达在军事上的应用分析 田锦昌 摘 要 合成孔径雷达(S AR )研制关键技术已取得重大突破,由于S AR 优点突出,各军事强国已在争先研制、装备S AR 。以平台划分,详细分析了机载S AR 、星载S AR 、弹载S AR 在军事上的具体应用情况。 关键词 合成孔径雷达 军事应用 分析引 言 伊拉克战争中,美国利用6颗高分辨率成像侦察卫星,对伊拉克国土进行密切监视,几乎每一个小时就有一颗成像侦察卫星光顾伊拉克的领空。在这6颗成像侦察卫星中,有3颗合成孔径雷达卫星(又称雷达成像卫星),分别是长曲棍球22(La 2cr osse 22)、长曲棍球23(Lacr osse 23)和长曲棍球24(Lacr osse 24)。这3颗S AR 卫星分时、分区域对伊 拉克重点地区进行侦察,为美英联军提供伊拉克军事活动的三维图像。 长曲棍球系列卫星是世界上最早的军用雷达成像侦察卫星,它是美国21世纪初空间雷达成像侦察的主要工具,不仅特别适于跟踪舰船的活动,监视机动式弹道导弹的动向,而且还能发现经伪装的武器装备,甚至能发现藏在地下数米深处的设施。长曲棍球卫星具有多频段、多极化工作能力,空间分辨率优于1m 。 自从1951年美国Good Year 公司的Carl W iley 提出合成孔径概念以后,S AR 技术得到了迅速发展。这主要是合成孔径雷达能克服云、雾、雨、雪和夜暗条件的限制对地面目标成像,可以全天时、全天候、高分辨率、大幅面对地观测,能够在军事 侦察、军事测绘及诸多民用领域发挥重要作用,因 此,自20世纪末以来,S AR 技术的军事应用受到世界各国高度重视,并得到迅速发展。1 S AR 的性能 S AR 是利用雷达对地辐射的后向散射微波来 分辨不同物体的。不同的物体一般具有不同的导电系数,导致不同物体对微波的后向散射系数不同。因此,雷达接收不同物体反射的微波辐射强度不 同。S AR 将孔径合成技术、脉冲压缩技术和信号处理技术相结合,使用孔径较小的天线,在距离向和方位向获得较高的图像分辨率。 S AR 具有很高的距离向和方位向分辨率,方位向分辨率的信号处理技术是S AR 与传统雷达的根本区别之一。利用一个小孔径雷达,采用合成孔径技术,可以在空间合成一个等效的大雷达孔径,从而可以获得高方位向分辨率。S AR 在距离向采用了脉冲压缩技术,同样提高了距离向分辨率。目前,S AR 的空间分辨率可以达到1m 。 S AR 具有很好的目标分辨能力,辐射分辨力达 到2d B ,可以把集结在一块的坦克和运兵车区分 开。S AR 的动态范围很大,达到80dB ,可以区分同一地域中后向散射系数差别很大的物体,且保证成像清晰。 S AR 针对不同物体对微波的极化响应特性不同,采用多极化工作方式(HH,HV,VH,HH ),增强了S AR 的成像性能。此外,S AR 还采用多频段工作方式(L 频段,C 频段,X 频段),可以保证不同 北京揽宇方圆信息技术有限公司 高分三号卫星——世界主流C波段合成孔径雷达卫星简介 高分三号卫星于1月23日正式投入使用，其性能与世界主流C波段SAR卫星相比如据新华社新闻，国防科工局于1月23日宣布，我国首颗1米分辨率合成孔径雷达（SAR）卫星高分三号23日正式投入使用。该卫星将满足我国对高空间分辨SAR遥感数据的需求，主要应用于海洋监测、减灾救灾、气象和水利等领域。 合成孔径雷达技术是重要的对地遥感技术手段，合成孔径雷达卫星是装雷达为主要载荷的卫星，其通过自身发射电磁波并接收地物反射的回波，并进行复杂的信形成视觉效果类似黑白光学图片的合成孔径雷达图像。由于其使用其自己发射的电磁波进电磁波对云、雨和雾霾等大气天气现象具有较强的穿透能力，使得合成孔径雷达卫星可以夜，以及被观测区域上方覆盖各种天气现象时，在特定时间对指定区域进行观测。 高分三号合成孔径雷达卫星并不是世界上第一颗C波段合成孔径雷达卫加拿大于2007年12月发射的RADARSAT-2卫星、欧空局分别于2014年4月和2016年4 Sentinel-1A和Sentinel-1B三颗卫星均工作在C波段。本文就以这四颗卫星为例，对其分析。 首先我们用一个表格对这四颗卫星的总体参数进行大概梳理。 从表中可以看出，高分三号在最高分辨率和最大成像幅宽两个参数上，C波段SAR卫星，并且在设计寿命上面具有一定优势。值得注意的是，高分三号和Senti 均选择了具有高极化隔离度的波导缝隙相控阵天线，使得其在多极化性能方面优于RADAR 值得注意的是，这四颗C波段SAR卫星均选择了轨道高度为700-800km 道，与德国X波段TerraSAR-X卫星的509km轨道相差较大，这其中既有波段带来的影响需求带来的取舍（重访）。如果用一张图同时表示这四颗卫星的轨道，那么 2003年第17卷第1期 测试技术学报V ol.17 N o.1 2003(总第43期)JOURNAL OF TEST AND MEASUREMENT TECHNOLOGY (Sum N o .43)文章编号:1671-7449(2003)01-0015-04 高分辨率合成孔径雷达图像舰船检测方法 种劲松,朱敏慧 (中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室,北京100080) 摘 要: 寻找针对高分辨率SA R 图像的舰船目标检测算法.利用K SW 双阈值分割技术,其效果比传统检 测方法好,有利于进一步的目标分类和识别.且必须根据SAR 图像分辨率来选择舰船检测算法. 关键词: 目标检测;图像分割;合成孔径雷达 中图分类号: T N 957.51 文献标识码:A 利用合成孔径雷达(SAR )图像进行舰船检测在海洋遥感科学家中得到高度重视,已经成为SAR 数据重要的海洋应用之一. 在SAR 图像舰船检测方面的研究很多,大多数是使用恒虚警(CFAR)算法[1～4] 针对中低分辨率(25m 以上)的SAR 图像进行的.CFAR 算法是对于给定的虚警概率,根据背景杂波的分布来给出分割阈值.这种方法属于单阈值图像分割,对于中低分辨率图像较适用. 由于SAR 图像逐渐发展到高分辨率,对于舰船目标的研究除了目标检测外,还必须考虑到检测方法是否有利于目标参数提取,从而有利于后续的目标分类和识别.在实际应用中发现,如果将CFAR 算法运用到RADARSAT 精细模式高分辨率图像(分辨率约为8m ),舰船目标的参数提取将很难进行. 本文的研究目的是寻找针对高分辨率SAR 图像的舰船目标检测算法,为此需要先分析高分辨率SAR 图像上舰船目标的特点.1 舰船目标在高分辨率SA R 图像上的特点 在中低分辨率的SAR 图像中,舰船目标是一个、几个或几十个象素组成的强目标,此时对舰船目标的检测问题是典型的点目标检测问题.而在高分辨率的SAR 图像中,舰船目标是具有一定尺寸和一定细节的硬目标,其象素数可达到几百个左右. 真实舰船的首部、中部和尾部的结构是不同的,因此同一舰船的不同部位在高分辨率SA R 图像上必然呈现出不同的灰度,即整个舰船目标的亮度分布是不均匀的.图像中舰船目标由两类点组成.亮度图1 RADARSAT 精细模式舰船图像及其三维细节Fig .1 S hip image of RADARSAT fine m od e and the details 比较高的点是角反射或点 反射(由舰船的上层建筑、 舰桥、桅杆等引起)的结 果,亮度稍低的点是漫反 射的结果(由甲板等引 起).亮度高的点组成强 峰,亮度较低的点组成弱 峰.强峰和弱峰的分布可 以作为目标特征用于目标 分类识别. 图1示出Radarsat 精细模式图像中的舰船目 收稿日期:2002-07-01 作者简介:种劲松(1969-),女,副研究员,博士,主要从事合成孔径雷达图像处理与解译的研究. 合成孔径雷达发展历程表 1951年6月美国古德依尔宇航公司的威利首先提出最初的频率分析的方法改善雷达的角分辨力，他将其称为多谱勒波束锐化。与此同时，伊里诺斯大学控制系统实验室的一个研究小组采用相干机载侧视面雷达数据，研究运动目标检测技术。 1952年，C. W. Shervin第一次提出了采用相位校正的全聚焦阵列概念，另外他还提出了运动补偿概念。正是这些新思想最终导致了X－波段相干雷达的研制。 1953年获得第一幅SAR图像。 1957年美国密歇根大学雷达和光学实验室研制的SAR系统获得第一张全聚焦的SAR图像。 1958年，美国密执安大学(University of Michigan)的雷达和光学实验室在L. J. Cutrona的领导下，用他们研制的雷达进行飞行试验，用光学相关器件将相干雷达视频信号变成了高分辨的图像。 在1967年Greenberg首先提出在卫星上安装SAR的设想。由于卫星飞行高度高测绘带宽，可以大面积成像等优点，科学家开始着手进行航天飞机、卫星等作为载体的空载SAR的研究，并取得了巨大进展。 直到60年代末、70年代初，美国宇航局NASA主持了一些民用SAR系统的研制，主要研究单位是密西根环境研究所(Environmental Research Institute of Michigan, ERIM)和喷气动力实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)。 20世纪70年代美国密歇根环境研究所（ERMI）和国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）研制出1.25GHz和9GHz多极化合成孔径雷达。 1972年JPL进行了L波段星载SAR的机载校飞。 1975年，NASA将SAR作为Seasat任务的一部分。由于SAR在Seasat任务中的突出表现，使得星载SAR得到高度重视，成为合成孔径雷达的一个重要发展方向。 1978年5月美国宇航局(NASA)成功地发射了全球第一颗装载了空间合成孔径雷达的人造地球卫星(Seasat-a) ，对地球表面1亿平方公里的面积进行了测绘。Seasat卫星的高度约800公里，工作波段为L波段，测绘带宽为100公里。Seasat 卫星具有很大的全球覆盖率，转发了不同地形特征的SAR数据，获得了大量过去未曾有过的信息，引起了科学家们的极大重视。标志着星载SAR己成功进入了太空时代。 1981年11月12日美国“哥伦比亚”号航天飞机搭载SIR-A顺利升空。雷达影像上成功观测到撒哈拉沙漠的地下古河道，显示了SAR具有穿透地表的能力，引起国际科技界的震动。 1984年10月5日美国进行了“挑战者”号航天飞机搭载SIR-B的实验。 SIR-A和SIR-B都源于SEASAT-A，都工作于L波段。其中SIR-A于1981年11月发射，轨道高度为252公里，分辨率为37米，而SIR-B于1984年7月发射，轨道高度为250-326公里，倾角为570，测绘带宽为50公里，分辨率为 技 术创新 《微计算机信息》(管控一体化)2009年第25卷第2-3期 360元/年邮局订阅号：82-946 《现场总线技术应用200例》 图像处理 合成孔径雷达图像船舶检测分析系统 An Ship Detection And Analysis System Based On Synthetic Aperture Radar Image （1.中国科学院电子学研究所;2.中国科学院研究生院） 黄洲 1,2 齐向阳 1 HUANG Zhou QI Xiang-yang 摘要:近年来,通过海洋运输的危险品越来越频繁,海洋生态环境形式严峻。远洋及近海船舶导航、检测、监测任务繁重。本文 设计了基于CFAR 算法的SAR 图像船舶检测系统以支持船舶检测、监测任务。该系统包括全自动海岸线检测模块,全自动或半自动远洋及近海船舶检测模块。通过RADASAT SAR 图像验证系统的检测与分析是有效的。关键词:合成孔径雷达图像;船舶检测;海岸线检测;形状分析 中图分类号:TP216 文献标识码:A Abstract:Within today's increasing worldwide travel and transport of dangerous goods the need of vessel traffic services,ship routing and monitoring of ship movements on sea and along coastlines becomes more time consuming and an important responsibility for coastal authorities.This paper describes the architecture of a ship detection prototype based on a CFAR methodology to support these monitoring tasks.The system ’s architecture comprises a fully-automatic coastline detection tool,a tool for fully or semiautomatic ship detection in off -shore areas and a semi -automatic tool for ship detection within harbour -areas.Experimental results based on RADASAT image show the system is efficient. Key words:Synthetic Aperture Radar Image;ship detection;shape analysis;coastline detection 文章编号:1008-0570(2009)02-3-0298-03 1引言 自1978年第一颗海洋卫星发射升空以来，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)卫星为人们提供了丰富的海洋信息数据。同时，SAR 具有全天候、 全天时、多波段、多极化和多视角的观测能力。因此SAR 在海洋遥感的应有具有巨大的潜力。 近年来，利用SAR 图像进行海洋船舶目标检测与监视的研究成为最重要的SAR 海洋应用之一。目前，加拿大遥感中心的科学家开发了RADARSAT 卫星的海洋监测工作站，包括船只检测模块、油膜检测模块、海洋特征模块等。我国领海广阔，开展SAR 图像舰船目标检测与分析的研究具有重要意义。本文描述了检测系统的架构及工作流程，同时给出了SAR 图像海岸线检测、船舶检测及形状分析的方法，目标是获取海洋SAR 图像中船舶面积、重心位置、主轴方向角、长宽比等信息。这些信息可以为海洋部门对海域水运交通的监测和管理。 2系统设计与实现 为了保证系统的兼容性和稳定性，选择VC++为开发平台， 充分利用面向对象技术的特点。系统架构流程如图1a 所示，包括：海岸线检测、船舶检测、特征分析。 2.1海岸线检测 海岸线检测阶段的输入数据是SAR 图像,输出为海面图像。由于研究的目的是检测船舶目标，陆地信息不必进行处理，因此需要屏蔽掉陆地信息。利用海岸线检测算法确定海岸线,得到二值化的海岸线图像,其中陆地为0,海面为1。当进行陆地屏蔽时,将海岸线图像与输入的SAR 图像进行逻辑与操作,结果图像为SAR 海面图像,其中仅含有海面信息。 1987年，Kass M 等人提出了检测图像中物体的边界的活动轮廓算法(Active Contours)，也称Snake 算法。1995年，Ravikanth Malladi ，James Sethian 和Baba Vemuri 根据1988年 Stanley Osher 和James Sethian 给出的界面传播理论， 提出了“水平截集”(Level Set)算法。此算法沿袭了活动轮廓法的特点。在此算法中，需要给出初始轮廓线，且对初始轮廓线位置的要求比活动轮廓法要求的低。在迭代计算中，二维的轮廓线被映射到三维的曲面中，如图1b 所示，控制三维曲面运动，以达到控制二维曲线运动的目的。 水平截集算法在SAR 图像海岸线检测领域得到广泛应用。 图1a 系统架构流程图b 水平截集法原理示意图 2.2船舶检测 SAR 图像海面舰船目标检测属于雷达背景杂波环境下的目标检测。一般地说，舰船主要由金属制成，而且其上的建筑构成许多角反射器，使得舰船成为一种极强的雷达反射器，在 SAR 图像上表现成非常亮的目标。 所以只要我们选择合适的阈值，所有人眼能看见的舰船目标，都可以检测出来。 双参数CFAR 检测算法采用滑动的局部窗口（如图2a 所示），使得算法可以适应局部背景杂波的变化。双参数CFAR 检测需要3个滑动窗口:目标窗口、保护窗口、背景窗口。保护窗口 黄洲:在读硕士研究生 298-- SAR图像点目标仿真报告 徐一凡 1 SAR原理简介 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar .简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率.利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率.从而获得大面积高分辨率雷达图像。 SAR回波信号经距离向脉冲压缩后.雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：2 r r C B ρ=.式中 r ρ表示雷达的距离分辨率. r B表示雷达发射信号带宽.C表示光速。同样.SAR回波信号经方位向合成孔径后.雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定： a a a v B ρ=.式中 a ρ表示雷达的方位分辨率. a B表示雷达方位向多谱勒带宽. a v表示方位向 SAR平台速度。在小斜视角的情况下.方位分辨率近似表示为 2 a D ρ=.其中D为方位向合成孔径的长度。 2 SAR的几何关系 雷达位置和波束在地面覆盖区域的简单几何模型如图1所示。此次仿真考虑的是正侧视的条带式仿真.也就是说倾斜角为零.SAR波束中心和SAR平台运动方向垂直的情况。 图1 雷达数据获取的几何关系 建立坐标系XYZ如图2所示.其中XOY平面为地平面；SAR平台距地平面高H.以速度V 沿X轴正向匀速飞行；P点为SAR平台的位置矢量.设其坐标为(x,y,z)； T点为目标的位置 矢量.设其坐标为(,,) T T T x y z；由几何关系.目标与SAR平台的斜距为： 222 ()()() T T T R PT x x y y z z ==-+-+- (1) 由图可知：0,,0T y z H z ===；令x v s =?.其中v 为平台速度.s 为慢时间变量（slow time ）. 假设T x vs =.其中s 表示SAR 平台的x 坐标为T x 的时刻；再令22T r H y = +.r 表示目标与SAR 的垂直斜距.重写(1)式为： 2220(;)()PT R s r r v s s = =+?- (2) (;)R s r 就表示任意时刻s 时.目标与雷达的斜距。一般情况下.0v s s r -<<.于是通过傅里叶技术展开.可将(2)式可近似写为： 2 222 200(;)()()2v R s r r v s s r s s r =+?-≈+- (3) 可见.斜距是s r 和的函数.不同的目标.r 也不一样.但当目标距SAR 较远时.在观测带内.可近似认为r 不变.即0r R =。 图2：空间几何关系 (a)正视图 (b)侧视图 图2(a)中.Lsar 表示合成孔径长度.它和合成孔径时间Tsar 的关系是Lsar vTsar =。(b)中.θ?为雷达天线半功率点波束角.θ为波束轴线与Z 轴的夹角.即波束视角.min R 为近距点距离.max R 为远距点距离.W 为测绘带宽度.它们的关系为： 22min (max ()max min R H tg R H tg W R R θθθθ??=?-=?+=- (4)国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状与趋势分析
合成孔径雷达概述
合成孔径雷达
现役合成孔径雷达2014.11
合成孔径雷达在军事上的应用分析
高分三号卫星C波段合成孔径雷达卫星简介
高分辨率合成孔径雷达图像舰船检测方法
合成孔径雷达发展历程表
合成孔径雷达图像船舶检测分析系统
(完整版)SAR合成孔径雷达图像点目标仿真报告(附matlab代码)
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