3d动物:合成孔径雷达的原理？

合成孔径雷达的原理：

合成孔径雷达通过发射电磁脉冲和接收目标回波之间的时间差测定距离，其分辨率与脉冲宽度或脉冲持续时间有关，脉宽越窄分辨率越高。合成孔径雷达按平台的运动航迹来测距和二维成像，其两维坐标信息分别为距离信息和垂直于距离上的方位信息。方位分辨率与波束宽度成正比，与天线尺寸成反比，就像光学系统需要大型透镜或反射镜来实现高精度一样，雷达在低频工作时也需要大的天线或孔径来获得清晰的图像。由于飞机航迹不规则，变化很大，会造成图像散焦。必须使用惯性和导航传感器来进行天线运动的补偿，同时对成像数据反复处理以形成具有最大对比度图像的自动聚焦。因此，合成孔径雷达成像必须以侧视方式工作，在一个合成孔径长度内，发射相干信号，接收后经相干处理从而得到一幅电子镶嵌图。雷达所成图像像素的亮度正比于目标区上对应区域反射的能量。总量就是雷达截面积，它以面积为单位。后向散射的程度表示为归一化雷达截面积，以分贝( dB) 表示。地球表面典型的归一化雷达截面积为: 最亮+ 5 dB，最暗－40 dB。合成孔径雷达不能分辨人眼和相机所能分辨的细节，但其工作的波长使其能穿透云和尘埃。

首先从机载合成孔径雷达谈起。如题图所示，机载合成孔径雷达成像的方向与飞机的飞行速度方向正交，它一般生成两维图像。其中的一维称为作用距离或航迹，它是雷达到目标的“视距”距离。在这一点上，合成孔径雷达与大多数其他工作方式的雷达相似，作用距离由精确测量来自目标的雷达回波脉冲的传输时间来确定。在最简单的合成孔径雷达中，作用距离分辨率由发射脉冲的宽度决定，即脉冲越窄，测得的距离精度越高。

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合成孔径的原理可以这样理解，普通天线是靠增大天线有效面积增大分辨率，也就是增加相关振子的数量。合成孔径是把空间的并存的振子数量，靠相对运动时发射高稳定度的时间上是相干源信号代替，通过保持运行稳定及计算机调整及合成，达到使用较小天线实现大口径天线的效果