合成孔径雷达技术.ppt
合集下载
《InSAR技术》课件
息，并建立时间序列分析。
数据，覆盖面广且测量精度高。
InSAR技术的应用领域
石油与天然气行业
地质灾害监测
城市土地沉降
通过监测油田的沉降情况，帮助
识别潜在的滑坡和地面沉降风险，
监测城市基础设施变形，确保城
石油公司进行生产管理和环境保
提前采取措施来保护人民和城市
市发展和建筑物结构的稳定性。
护。
设施。
InSAR技术的优势和局限性
3
2014年
地球观测卫星Sentinel-1的发射，提供全
球覆盖的高分辨率InSAR数据。
InSAR技术的案例分析
雅鲁藏布江塌陷
利用InSAR技术发现了雅鲁藏布江流域塌陷的地表形变情况。
意大利地震
通过InSAR数据分析，揭示了意大利地震前后地表的形变变化。
沙特玛坦城市
通过连续监测沙特玛坦城市的地表变化，预测了城市未来土壤沉降的趋势。
总结和展望
通过了解InSAR技术的基本原理和应用案例，我们可以明确其在地表形变监测中的价值。未来，随着技术的不
断发展，InSAR将在更多领域发挥重要作用。
的技术。它通过分析航天器上的雷达信号的干涉图案，可以非常精确地获取
地表形变信息。
InSAR技术的原理
干涉测量
多次观测
遥感技术
通过比较两次雷达波束的干涉
通过多次观测同一地点的形
利用卫星或飞机上的合成孔径
信号，可以计算出地表形变的
变，可以获取更精确的变化信
雷达来获取大范围的地表变形
相位差，从而获得形变信息。
《InSAR技术》PPT课件
欢迎来到《InSAR技术》PPT课件！本课件将带您深入了解什么是InSAR技术以
第四章 合成孔径雷达
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，而且包络时图4.1 合成孔径雷达运动的 几何示意图延也随距离变化，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。
《合成孔径雷达》课件
总结词：气象观测中的重要手段
总结词：地质勘查中的重要工具详细描述：合成孔径雷达（SAR）在地质勘查中发挥着重要作用，能够观测地表和地下地质结构，提供高分辨率的地质数据，帮助地质学家更好地了解地质构造和资源分布。案例分析：合成孔径雷达在地质勘查中的应用案例包括矿产资源勘查、地震灾害评估、土地利用调查等。例如，在中国西部地区，科学家使用合成孔径雷达对矿产资源进行勘查，发现了大量的煤炭和石油资源。结论：合成孔径雷达在地质勘查中的应用具有重要意义，能够提高地质学家对地质构造和资源分布的了解和勘查准确性。
起源
随着技术的不断进步，合成孔径雷达在分辨率、速度、体积和重量等方面不断优化，应用领域也不断拓展。
发展历程
未来，合成孔径雷达将继续朝着更高分辨率、更小体积、更低成本的方向发展，同时与其他技术如人工智能、物联网等结合，拓展更多的应用场景。
未来展望
02
合成孔径雷达的应用
合成孔径雷达能够穿透云层和伪装，提供高分辨率的战场侦察图像，帮助指挥官了解敌情。
பைடு நூலகம்
气象研究
合成孔径雷达可以用于观测地球表面的地形、地貌、植被等信息，为地球科学研究提供数据支持。
地球观测
通过合成孔径雷达的高清图像，可以发现和识别古代遗址和文物，为考古研究提供新的手段。
遥感考古
03
合成孔径雷达系统组成
03
发射机的性能指标包括输出功率、效率、波形质量等，直接影响着合成孔径雷达的作用距离和分辨率。
THANKS
感谢观看
信号处理包括脉冲压缩、动目标检测、多普勒频率分析等技术，以提高雷达的分辨率、检测能力和抗干扰能力。
信号处理的性能指标包括处理精度、实时性、稳定性等，直接影响着合成孔径雷达的整体性能。
《InSAR技术》课件
城市规划
通过INSAR技术可以获取城市的高精 度地形信息，有助于城市规划师了解 城市地形地貌，合理规划城市布局。
02
INSAR系统组成
雷达系统
01 雷达发射机
产生射频脉冲信号，用于向地面发射。
02 接收机
接收反射回来的信号，并进行放大、滤波等处理 。
03 天线
定向发射和接收射频信号，通常采用抛物面天线 。
由于INSAR数据的处理涉及到复杂的干涉图生成 和相位解包等步骤，数据处理难度较大，需要专 业的技术人员进行操作。
受大气条件影响较大
大气条件对INSAR数据的获取和处理影响较大， 如大气延迟、折射等，会影响最终的监测结果。
3
难以监测动态目标
对于高速移动的目标，INSAR技术难以实现准确 的监测，需要结合其他技术手段进行处理。
卫星平台
01 卫星轨道
为了获取地球表面完整的SAR图像，需要选择合 适的卫星轨道，如近圆形轨道、极地轨道等。
02 卫星姿态控制
保持卫星的稳定姿态，确保雷达天线始终对准地 面目标。
03 数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ传输
将采集到的原始数据传输到地面接收站。
数据处理系统
数据预处理
对原始数据进行校准、去噪等处理，提高数 据质量。
要意义。
实时性强
通过快速获取卫星影像，结合数据处 理技术，可以实现实时或近实时的地
表形变监测。
覆盖范围广
通过多期影像的叠加和干涉测量，可 以实现大范围的地表形变监测，提高 监测效率。
成本低廉
与传统的地面监测方法相比，INSAR 技术的成本较低，可以降低监测成本 。
INSAR技术挑战
1 2
数据处理难度大
未来发展趋势
通过INSAR技术可以获取城市的高精 度地形信息，有助于城市规划师了解 城市地形地貌，合理规划城市布局。
02
INSAR系统组成
雷达系统
01 雷达发射机
产生射频脉冲信号，用于向地面发射。
02 接收机
接收反射回来的信号，并进行放大、滤波等处理 。
03 天线
定向发射和接收射频信号，通常采用抛物面天线 。
由于INSAR数据的处理涉及到复杂的干涉图生成 和相位解包等步骤，数据处理难度较大，需要专 业的技术人员进行操作。
受大气条件影响较大
大气条件对INSAR数据的获取和处理影响较大， 如大气延迟、折射等，会影响最终的监测结果。
3
难以监测动态目标
对于高速移动的目标，INSAR技术难以实现准确 的监测，需要结合其他技术手段进行处理。
卫星平台
01 卫星轨道
为了获取地球表面完整的SAR图像，需要选择合 适的卫星轨道，如近圆形轨道、极地轨道等。
02 卫星姿态控制
保持卫星的稳定姿态，确保雷达天线始终对准地 面目标。
03 数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ传输
将采集到的原始数据传输到地面接收站。
数据处理系统
数据预处理
对原始数据进行校准、去噪等处理，提高数 据质量。
要意义。
实时性强
通过快速获取卫星影像，结合数据处 理技术，可以实现实时或近实时的地
表形变监测。
覆盖范围广
通过多期影像的叠加和干涉测量，可 以实现大范围的地表形变监测，提高 监测效率。
成本低廉
与传统的地面监测方法相比，INSAR 技术的成本较低，可以降低监测成本 。
INSAR技术挑战
1 2
数据处理难度大
未来发展趋势
第十二章 合成孔径雷达
w' c
1
w
2w ' 2w ' 2w Ω= f0 = = cosψ c λ λ
26
多普勒频率的微分： 多普勒频率的微分： 的微分
δΩ =
2 w sinψ
λ
δψ
若以 δ 分辨率
表示多普勒频率的分辨率， 表示多普勒频率的分辨率，δψ 表示方位角 的分辨率 λ δψ = δΩ 2 w sinψ
13
日本陆地观测卫星和合成孔径雷达 ★ 日本陆地观测卫星和合成孔径雷达 (PALSAR)
ALOS主要参数 主要参数
发射时间： 发射时间：2006.1.24 太阳同步轨道 卫星高度： 卫星高度：691 km 轨道平面倾角： 轨道平面倾角：98.16° ° 轨道周期： 轨道周期：99 min 循环周期： 循环周期：46 days SAR： ： 微波波段： 微波波段：L (1.27 GHz) 极化方式： 极化方式：多极化
19
某一波 某一波源发出的声波频率为 f，波长为 λ； ， ； 声波传播速度 v
1 v f = = T λ
20
多普勒效应三种情况
1. 观察者静止，波源相对于 观察者静止， 媒质运动
波源以速度v 波源以速度 s接近观察者 v SS ' = vs × T = s 经过时间T（波周期）：
f
波源运动速度v 波源运动速度 s背离观察者 波长和频率分别为
12
成像模式提供的七种不同入射角的图像参数 成像模式提供的七种不同入射角的图像参数
成像 幅宽 公里） 位置代号 （公里） IS1 IS2 IS3 IS4 成像模式 IS5 IS6 IS7 105 105 82 88 64 70 56 与星下点的 距离 公里） （公里） 187 - 292 242 - 347 337 - 419 412 - 500 490 - 555 550 - 620 615 - 671 入射角范围 （度） 15.0 - 22.9 19.2 - 26.7 26.0 - 31.4 31.0 - 36.3 35.8 - 39.4 39.1 - 42.8 42.5 - 45.2
《合成孔径雷达原》课件
《合成孔径雷达原理》PPT课件
contents
目录
• 合成孔径雷达简介 • 合成孔径雷达工作原理 • 合成孔径雷达系统组成 • 合成孔径雷达性能参数 • 合成孔径雷达技术前沿与发展趋势
01
合成孔径雷达简介
合成孔径雷达的定义
合成孔径雷达是一种利用雷达与目标 之间的相对运动，通过信号处理技术 实现高分辨率成像的主动式微波传感 器。
精度
雷达的定位精度取决于多种因素，如信号处理算法、接收机 性能和大气条件等。高精度雷达对于目标跟踪和识别至关重 要。
03
合成孔径雷达系统组成
发射机
功能
产生雷达发射信号
关键参数
发射信号的频率、脉冲宽度、重复周期等
作用
将电磁能量转换为雷达发射信号，提供目标照射 能量
接收机
功能
接收反射回来的信号
关键参数
02
合成孔径雷达工作原理
雷达发射信号与接收
雷达发射信号
合成孔径雷达通过发射电磁波信 号来探测目标。这些信号可以是 调频连续波或脉冲信号，具体取 决于雷达型号和应用场景。
信号接收和处理
发射的信号遇到目标后会被反射 回来，被雷达接收。反射信号会 携带有关目标位置、距离、速度 和形状等信息。
信号处理与成像
信号处理
接收到的原始信号需要经过一系列的 信号处理技术，如滤波、放大、混频 和去调频等，以提取有用的信息。
成像算法
处理后的信号通过成像算法转换为图 像，这些算法包括傅里叶变换、逆合 成孔径雷达成像等。
分辨率与精度
分辨率
合成孔径雷达的分辨率取决于发射信号的波长、天线尺寸和 目标距离。分辨率越高，图像中能够分辨出的细节越多。
关键参数
contents
目录
• 合成孔径雷达简介 • 合成孔径雷达工作原理 • 合成孔径雷达系统组成 • 合成孔径雷达性能参数 • 合成孔径雷达技术前沿与发展趋势
01
合成孔径雷达简介
合成孔径雷达的定义
合成孔径雷达是一种利用雷达与目标 之间的相对运动，通过信号处理技术 实现高分辨率成像的主动式微波传感 器。
精度
雷达的定位精度取决于多种因素，如信号处理算法、接收机 性能和大气条件等。高精度雷达对于目标跟踪和识别至关重 要。
03
合成孔径雷达系统组成
发射机
功能
产生雷达发射信号
关键参数
发射信号的频率、脉冲宽度、重复周期等
作用
将电磁能量转换为雷达发射信号，提供目标照射 能量
接收机
功能
接收反射回来的信号
关键参数
02
合成孔径雷达工作原理
雷达发射信号与接收
雷达发射信号
合成孔径雷达通过发射电磁波信 号来探测目标。这些信号可以是 调频连续波或脉冲信号，具体取 决于雷达型号和应用场景。
信号接收和处理
发射的信号遇到目标后会被反射 回来，被雷达接收。反射信号会 携带有关目标位置、距离、速度 和形状等信息。
信号处理与成像
信号处理
接收到的原始信号需要经过一系列的 信号处理技术，如滤波、放大、混频 和去调频等，以提取有用的信息。
成像算法
处理后的信号通过成像算法转换为图 像，这些算法包括傅里叶变换、逆合 成孔径雷达成像等。
分辨率与精度
分辨率
合成孔径雷达的分辨率取决于发射信号的波长、天线尺寸和 目标距离。分辨率越高，图像中能够分辨出的细节越多。
关键参数
SAR技术ppt课件精选全文完整版
SAR是一种微波全息
为了保证全息图不发生畸变，要采用运动补偿。 用一部分SAR原始数据就能处理出完整的图像，
只是分辨率降低，这是多视处理和SCANSAR的 依据。 SAR全息图方位向和距离向二维不对称，因此成 像处理时方位向和距离向二维处理方法有区别。 SAR原始数据的动态范围比目标和图像动态范围 小很多，这对原始数据的压缩很有利。
偏航控制（星上）* 杂波锁定（地面） 自聚焦（地面） 距离徙动校正（地面）
实 时 成 像 处 理 (星 上 ) * 地面成像处理 图 像 记 录 (地 面 ) 数传（原始数据或图象）
第二章 合成孔径雷达技术
6 SAR系统类型 7 SAR系统总体指标 8 雷达主要技术指标 9 SAR成像处理原理
6 SAR系统类型
工作方式的组合。 分辨率： 距离分辨率、方位分辨率、高程分辨率、
辐射分辨率。 成像带宽： 与分辨率是一对矛盾。 工作距离： 与分辨率有密切关系。 (4) 系统灵敏度：检测弱目标的能力，与所有参数都有关。 (5) 系统定标精度(辐射精度)：内定标精度，外定标精度等。
7.1 SAR工作平台
(1) 机载SAR的工作平台是各种飞机，性能参数： ● 飞机型号 ● 飞行高度 ● 飞行速度 ● 运动误差 ● 安装空间和位置 ● 载荷能力 ● 供电能力
7.4.2 分辨率的理论基础
δ函数（冲激函数）定义：
(x) (当x 0时) (x) 0 (当x 0时)
并且 (x)dx 1
δ函数描述的是：位置在 x = 0处，宽度无限窄，幅度无 穷大，但能量有限（积分等于1）的一个脉冲信号。冲 激函数是一个理想“点”目标的数学模型。
(1) 系统的冲激响应
⑵ 扫描成像模式： SCAN SAR模式，超宽成像带、 低分辨率的成像工作模式
第十二章合成孔径雷达
λ ' = S ' B = SB − SS ' =
v vs v − vs − = f f f
SS ' = vs × T = vs f
波源运动速度v 波源运动速度 s背离观察者 波长和频率分别为
v + vs λ"= f
v f "= f v + vs
f '' < f
21
频率为
v f '= = f λ ' v − vs
宽扫描模式
极化模式
15
三、合成孔径雷达与真实孔径侧视雷达的分辨率
距离分辨率： 距离分辨率
由脉冲持续时间τ或者等价 的脉冲宽度确定
cτ δy= 2sin θ
θ是入射角，c是电磁波传 是入射角， 是电磁波传 是入射角 播速度， 播速度，cτ =∆r是雷达的 是雷达的 脉冲宽度
对于真实孔径和合成孔径雷达来 两者的距离分辨率是一样的。 距离分辨率是一样的 说，两者的距离分辨率是一样的。
f '=
v + vo
观察者以运动速度 vs 远离波源
λ
v + vo = f v
S
λ
f '=
v − vo
λ
v − vo = f v
B
上面推导用到的一个事实： 上面推导用到的一个事实： 运动时， 观察者相对波源运动时，声波的波长是不变的。
23
3.波源、观察者均相对于媒质运动 波源、 波源 波源以速度 vs、观察者以速度 vo 互相接近 相当于声波传播速度变为 v+vo，则可得到接收到的频率表 达式：
发射时间：2002.3.1 发射时间： 太阳同步轨道 卫星高度：800 km 卫星高度： 轨道平面倾角：98.6° 轨道平面倾角： 轨道周期：100.6 min 轨道周期： 循环周期：35 days 循环周期：
v vs v − vs − = f f f
SS ' = vs × T = vs f
波源运动速度v 波源运动速度 s背离观察者 波长和频率分别为
v + vs λ"= f
v f "= f v + vs
f '' < f
21
频率为
v f '= = f λ ' v − vs
宽扫描模式
极化模式
15
三、合成孔径雷达与真实孔径侧视雷达的分辨率
距离分辨率： 距离分辨率
由脉冲持续时间τ或者等价 的脉冲宽度确定
cτ δy= 2sin θ
θ是入射角，c是电磁波传 是入射角， 是电磁波传 是入射角 播速度， 播速度，cτ =∆r是雷达的 是雷达的 脉冲宽度
对于真实孔径和合成孔径雷达来 两者的距离分辨率是一样的。 距离分辨率是一样的 说，两者的距离分辨率是一样的。
f '=
v + vo
观察者以运动速度 vs 远离波源
λ
v + vo = f v
S
λ
f '=
v − vo
λ
v − vo = f v
B
上面推导用到的一个事实： 上面推导用到的一个事实： 运动时， 观察者相对波源运动时，声波的波长是不变的。
23
3.波源、观察者均相对于媒质运动 波源、 波源 波源以速度 vs、观察者以速度 vo 互相接近 相当于声波传播速度变为 v+vo，则可得到接收到的频率表 达式：
发射时间：2002.3.1 发射时间： 太阳同步轨道 卫星高度：800 km 卫星高度： 轨道平面倾角：98.6° 轨道平面倾角： 轨道周期：100.6 min 轨道周期： 循环周期：35 days 循环周期：
合成孔径雷达课件
实际应用中的挑战与解决方案
总结词
环境适应性，实时性，低成本
详细描述
在实际应用中，合成孔径雷达面临着许多挑战，包括环 境适应性、实时性和低成本等。为了解决这些问题，研 究人员正在寻求新的技术和方法。例如，通过采用先进 的信号处理技术和算法，可以提高合成孔径雷达的环境 适应性，使其能够在不同的环境和条件下保持稳定的性 能。此外，通过优化设计和采用新型材料，可以降低合 成孔径雷达的成本，使其更具实际应用价值。
重要。
脉冲重复频率
总结词
脉冲重复频率是合成孔径雷达的一项重要技术参数， 它直接影响到雷达的信号处理能力和目标识别能力。
详细描述
脉冲重复频率越高，雷达的信号处理能力越强，目标 识别能力越强。然而，受到硬件限制和信号传播条件 的制约，选择合适的脉冲重复频率非常重要。
天线尺寸
要点一
总结词
天线尺寸是合成孔径雷达的一项重要技术参数，它直接影 响到雷达的探测性能和目标识别能力。
采用高效的信号处理算法和硬件加速技 术，提高雷达数据处理速度。
VS
详细描述
雷达系统需要实时处理大量的数据，包括 目标回波信号、干扰信号等。通过采用高 效的信号处理算法和硬件加速技术，可以 提高雷达数据处理速度，减少数据传输和 处理延迟，从而提高整个雷达系统的响应 速度和实时性能。
数据可视化优化
总结词
SAR系统的应用范围还在不断扩大，未来还可能应用于自动驾驶、智慧城市等领域，为人们的生活和工作带来更多的便利和 安全保障。
05
合成孔径雷达的性能 优化
发射功率优化
总结词
在保证雷达系统性能的前提下，降低发射功率，以减少 系统功耗和散热需求。
详细描述
根据雷达系统的任务需求，合理选择发射功率的大小。 一般来说，发射功率越高，雷达的作用距离越远，但同 时也会增加系统功耗和散热需求。因此，需要在保证雷 达探测性能的同时，选择合适的发射功率，以实现系统 的节能和稳定运行。
合成孔径雷达(SAR)
典型的合成孔径雷达结构是侧视的，其雷达 天线同飞机航线相垂直，并向下俯适当角度，横 向距离分辨力定义为飞行航线上的分辨力。
2 合成孔径原理(2)
2 合成孔径原理(波束形成)
目标
天线阵
d
相邻两个阵源接收信号的空间延迟为: d sin
2 合成孔径原理(波束形成)
相邻两个阵源接收信号的相位差为: M个阵源接收的信号序列为:
2d sin
{F(), F()*exp( j 2d sin ),..., F()*exp( j 2 (M 1)d sin )}
其中 F () 为单个阵源的天线方向图,满足:
D
显然, M个阵源接收的信号构成等比级数。
2 合成孔径原理(波束形成)
对M个阵源接收信号构成的等比级数求和, 可以得到:
4
(
xy 2R
y2 )
2R
这时回波响应为:
Z ( y) T / 2 exp[ j 4 ( xy y2 )]dt
T / 2
R 2R
3 合成孔径原理（非聚焦与聚焦处理）
Z ( y) T / 2 exp[ j 4 ( vsty y2 )]dt
T / 2
R 2R
exp[ j 4 y2 ] T / 2 exp[ j 4 vsty ]dt
2 合成孔径原理(波束形成)
求第一零点位置确定半功率点分辨率, 令:
M d x
R
x R
M d
阵列信号处理后的波束分辨率为:
M d
2 合成孔径原理(波束形成)
考虑合成孔径雷达信号的双程相位差， 合成孔径雷达的波束分辨率为:
2M d
3 合成孔径原理（非聚焦与聚焦处理）
x vst vsT 2
2 合成孔径原理(2)
2 合成孔径原理(波束形成)
目标
天线阵
d
相邻两个阵源接收信号的空间延迟为: d sin
2 合成孔径原理(波束形成)
相邻两个阵源接收信号的相位差为: M个阵源接收的信号序列为:
2d sin
{F(), F()*exp( j 2d sin ),..., F()*exp( j 2 (M 1)d sin )}
其中 F () 为单个阵源的天线方向图,满足:
D
显然, M个阵源接收的信号构成等比级数。
2 合成孔径原理(波束形成)
对M个阵源接收信号构成的等比级数求和, 可以得到:
4
(
xy 2R
y2 )
2R
这时回波响应为:
Z ( y) T / 2 exp[ j 4 ( xy y2 )]dt
T / 2
R 2R
3 合成孔径原理（非聚焦与聚焦处理）
Z ( y) T / 2 exp[ j 4 ( vsty y2 )]dt
T / 2
R 2R
exp[ j 4 y2 ] T / 2 exp[ j 4 vsty ]dt
2 合成孔径原理(波束形成)
求第一零点位置确定半功率点分辨率, 令:
M d x
R
x R
M d
阵列信号处理后的波束分辨率为:
M d
2 合成孔径原理(波束形成)
考虑合成孔径雷达信号的双程相位差， 合成孔径雷达的波束分辨率为:
2M d
3 合成孔径原理（非聚焦与聚焦处理）
x vst vsT 2
合成孔径雷达(SAR)
O
x(t)
(a )
(b )
现代雷达技术
第6章 合成孔径雷达（SAR）
第6章合成孔径雷达SAR
简介
• 简介（续）
– 相参积累无需多个阵元同时发射和接收
– 合成孔径天线：运动小天线多脉冲相参积累， 能获得沿运动轨迹的等效长线阵的方位（切向） 分辨力。采用该技术的机载（空载）雷达称为 合成孔径雷达（SAR） – 微波成像雷达 SAR：雷达移动，被测目标固定 ISAR：雷达固定，被测目标运动
2
– 允许的双程相位差为/2 => DR l/8
Lmax Rl r ,瑞利
第6章合成孔径雷达SAR
非聚焦处理
R＋
0
l/8
Le
R0
T
第6章合成孔径雷达SAR
聚焦处理
• 聚焦处理：球面波相参积累
– 阵列边缘产生的平方项可在信号处理中补偿， 合成孔径长度 波束宽度覆盖的长度
– 瑞利切向分辨力（切向覆盖宽度）
y
3 dB
r ,3 dB
Rl 0.44 L
y瑞利 r ,瑞利
1l R 2L
– 合成孔径长度 L = vpT
– 孔径边缘双程相位差
L R ( R DR) 2 2
2
2
L 1 DR 2 2R
1 l 1 R Rl 2 Lmax 2
j 目标 fd
R0 R
O
x(t)
x(t)
直线 区
(a )
(b )
第6章合成孔径雷达SAR
聚焦处理
– SAR接收的是LFM信号，其宽度等于单个天线波 束宽度所决定的能收到信号的时间 – 匹配滤波使LFM信号的脉冲包络受到压缩，等效 于天线波束宽度变窄，角度分辨力提高
《LynxSAR简介》课件
《LynxSAR简介》PPT课件
LynxSAR是一种先进的合成孔径雷达系统，通过合成孔径雷达成像技术，实现 高分辨率、高精度的地面目标探测和监测。
LynxSAR的背景和历史
1 合成孔径雷达技术起源
从二战时期的雷达技术发展而来，通过利用雷达波束合成来提高分辨率。
2 SAR的发展历程
从早期的航空SAR系统，到今天的卫星和无人机SAR系统，技术不断演进。
环境监测
利用LynxSAR监测森林火灾、海洋 污染和冰川退缩等环境变化，为 生态保护做出贡献。
军事侦察
军方广泛应用LynxSAR进行目标侦 查、巡航导弹监测和情报收集， 提高军事行动效率。
城市规划
通过LynxSAR分析城市建筑发展、 交通拥堵和土地利用，为城市规 划提供科学指导。
LynxSAR的未来发展方向
3 LynxSAR的创新
将先进的合成孔径雷达技术应用于小型无人机平台，提供更灵活和高效的目标监测解决 方案。
LynxSAR的核心技术
多通道AR成像
利用多通道雷达接收机和信号处理技术，实现高分辨率的地面成像和目标探测。
运动补偿技术
通过精确测量和补偿无人机运动，消除成像中的运动模糊。
高效数据处理
利用先进的算法和计算平台，快速处理大量的雷达数据，实时提供监测结果。
1
精确探测
进一步提高雷达系统的分辨率和探测精度，实现更精确的目标识别和跟踪。
2
多平台应用
将LynxSAR技术应用于多种平台，如卫星、海洋监测船和机器人，扩大应用范围。
3
智能处理
引入人工智能和深度学习技术，提高数据处理和目标分析的自动化能力。
结论和要点
1 LynxSAR是一种先进的合成孔径雷达系统
LynxSAR是一种先进的合成孔径雷达系统，通过合成孔径雷达成像技术，实现 高分辨率、高精度的地面目标探测和监测。
LynxSAR的背景和历史
1 合成孔径雷达技术起源
从二战时期的雷达技术发展而来，通过利用雷达波束合成来提高分辨率。
2 SAR的发展历程
从早期的航空SAR系统，到今天的卫星和无人机SAR系统，技术不断演进。
环境监测
利用LynxSAR监测森林火灾、海洋 污染和冰川退缩等环境变化，为 生态保护做出贡献。
军事侦察
军方广泛应用LynxSAR进行目标侦 查、巡航导弹监测和情报收集， 提高军事行动效率。
城市规划
通过LynxSAR分析城市建筑发展、 交通拥堵和土地利用，为城市规 划提供科学指导。
LynxSAR的未来发展方向
3 LynxSAR的创新
将先进的合成孔径雷达技术应用于小型无人机平台，提供更灵活和高效的目标监测解决 方案。
LynxSAR的核心技术
多通道AR成像
利用多通道雷达接收机和信号处理技术，实现高分辨率的地面成像和目标探测。
运动补偿技术
通过精确测量和补偿无人机运动，消除成像中的运动模糊。
高效数据处理
利用先进的算法和计算平台，快速处理大量的雷达数据，实时提供监测结果。
1
精确探测
进一步提高雷达系统的分辨率和探测精度，实现更精确的目标识别和跟踪。
2
多平台应用
将LynxSAR技术应用于多种平台，如卫星、海洋监测船和机器人，扩大应用范围。
3
智能处理
引入人工智能和深度学习技术，提高数据处理和目标分析的自动化能力。
结论和要点
1 LynxSAR是一种先进的合成孔径雷达系统
合成孔径雷达(SAR)技术158页PPT
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外
合成孔径雷达(SAR)技术
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外
合成孔径雷达(SAR)技术
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
合成孔径雷达SARppt课件
如果选择合适的雷达波长，还能够透过一定的遮蔽物。 （4）包括多种散射信息：不同的目标，往往具有不同的介电常数、表
面粗糙度等物理和化学特性，它们对微波的不同频率、透射角、及极化方 式将呈现不同的散射特性和不同的穿透力，这一性质为目标分类及识别提 供了极为有效的新途径。
（5）多功能多用途：例如采用并行轨道或者一定基线长度的双天线， 可以获得包括地面高度信息在内的三维高分辨图像。
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
号达和图像8的0年优代越初性发。射从的9航0年天代飞起机，都对加试能拿验够大了提C合o供成n三v孔a维i径r信-雷5息8达0的的C干/效X涉果S式A，RS证A系R明的统了研雷究
引起了世界各国的格外关注，成为SAR技术发展的新热点。
一些发达国家正在筹划和研制新的可长期进行观测的各种技术先进的空间 雷达卫星。如欧洲空间局预计发射的ASAR是到目前为止正在研制的最先进 的星载SAR；美国下一个计划是发射SIR-D，预计2005年将研制成功，投入 实用，它将是多频段(可能有4个)、多极化的星载成像雷达。
合成孔径雷达SAR
精选PPT课件
1
目录
合成孔径雷达简介 合成孔径雷达发展史及现状 合成孔径雷达的应用 合成孔径雷达的发展趋势 合成孔径雷达的原理
精选PPT课件
2
微波 的概 念
合成 孔径 雷达 的概 念
合成孔 径雷达 简介
精选PPT课件
合成 孔径 雷达 的分 类
3
合成孔径雷达简介
微波的概念
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简 称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、 毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称 为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基 本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器， 微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。 而对金属类东西，则会反射微波。
面粗糙度等物理和化学特性，它们对微波的不同频率、透射角、及极化方 式将呈现不同的散射特性和不同的穿透力，这一性质为目标分类及识别提 供了极为有效的新途径。
（5）多功能多用途：例如采用并行轨道或者一定基线长度的双天线， 可以获得包括地面高度信息在内的三维高分辨图像。
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
号达和图像8的0年优代越初性发。射从的9航0年天代飞起机，都对加试能拿验够大了提C合o供成n三v孔a维i径r信-雷5息8达0的的C干/效X涉果S式A，RS证A系R明的统了研雷究
引起了世界各国的格外关注，成为SAR技术发展的新热点。
一些发达国家正在筹划和研制新的可长期进行观测的各种技术先进的空间 雷达卫星。如欧洲空间局预计发射的ASAR是到目前为止正在研制的最先进 的星载SAR；美国下一个计划是发射SIR-D，预计2005年将研制成功，投入 实用，它将是多频段(可能有4个)、多极化的星载成像雷达。
合成孔径雷达SAR
精选PPT课件
1
目录
合成孔径雷达简介 合成孔径雷达发展史及现状 合成孔径雷达的应用 合成孔径雷达的发展趋势 合成孔径雷达的原理
精选PPT课件
2
微波 的概 念
合成 孔径 雷达 的概 念
合成孔 径雷达 简介
精选PPT课件
合成 孔径 雷达 的分 类
3
合成孔径雷达简介
微波的概念
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简 称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、 毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称 为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基 本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器， 微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。 而对金属类东西，则会反射微波。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全天候，穿透云雾能力 全天时工作 穿透植被和树叶 目标与频率的相互关系 运动检测
的特点
方位分辨率:
实例:
R
D
23.5cmR85k0m 25m D8km
星载距离850，工作频率1.276，像素分 辨率25m 需要 8 合成孔径
合成孔径原理
8 的孔径长度由小天线实现 原理
合成孔径原理
Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Aperture Radar Signal Processing Algorithms. Artech House, Boston, 1995.
The Alaska SAR Facility. /
Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. SpringerVerlag, New York, 1988.
Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999.
同一区域成像
成像模式
(扫描模式): 信号处理非常复杂 (逆) 雷达静止, 目标运动
信号处理
:
图像分辨率不高 聚焦处理 距离关系
R (xxi,R i)R i2(xxi)2
点目标提取: 聚焦 数据距离校正 处理算法: 匹配滤波
信号处理
匹配滤波 计算速度 频域相乘方法 时域卷积方法
合成孔径雷达()技术
2002/12/09
技术
是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率， 获得区域目标的图像。 具有广泛的应用领域，它有两种模式
机载 星载
应用领域
地形测绘与地质研究中的应用 农业和林业中的应用 海洋研究和监测方面的应用 军事方面的应用 减灾防灾方面的应用
的特点 I
为什么使用雷达成像技术
信号处理
运动补偿问题 多普勒频率漂移问题 数据采样 距离向 方位向
信号处理
脉冲宽度(T) 与带宽成反比 带宽增加，距离分辨率提高 线性调频信号 脉冲重复周期()或频率() 采样定理的限制 脉冲重复频率增加，方位分辨率提高
信号处理
距离采样 满足采样定律
方位采样() 必须满足:
PRI2 c(Rf a rRne)arTp
= 远距点, =近距点
使用的波段
125 950 C 5.3 7.5 10.2 14 16 32.6 37.0
图像例
美国加州洛杉矶的卫星雷达图像
南极卫星图像
参考文献
Tony Freeman, Jet Propulsion Laboratory. What Is Imaging Radar.
基本概念
最大聚焦合成孔径长度:
Lmax R
D
天线尺寸的减小导致更长的聚焦合成孔径长 度
聚焦分辨率: sar R D
2Lmax 2
分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波 长无关
星载
机载
成像模式
,,, ()
成像模式
(条带式): 最早的成像模式，1950’s 低分辨率成像的最有效方法 (聚束式): 在1970’s提出 获得较高的分辨率 一次飞行中，通过不同视角改变对
的特点
方位分辨率:
实例:
R
D
23.5cmR85k0m 25m D8km
星载距离850，工作频率1.276，像素分 辨率25m 需要 8 合成孔径
合成孔径原理
8 的孔径长度由小天线实现 原理
合成孔径原理
Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Aperture Radar Signal Processing Algorithms. Artech House, Boston, 1995.
The Alaska SAR Facility. /
Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. SpringerVerlag, New York, 1988.
Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999.
同一区域成像
成像模式
(扫描模式): 信号处理非常复杂 (逆) 雷达静止, 目标运动
信号处理
:
图像分辨率不高 聚焦处理 距离关系
R (xxi,R i)R i2(xxi)2
点目标提取: 聚焦 数据距离校正 处理算法: 匹配滤波
信号处理
匹配滤波 计算速度 频域相乘方法 时域卷积方法
合成孔径雷达()技术
2002/12/09
技术
是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率， 获得区域目标的图像。 具有广泛的应用领域，它有两种模式
机载 星载
应用领域
地形测绘与地质研究中的应用 农业和林业中的应用 海洋研究和监测方面的应用 军事方面的应用 减灾防灾方面的应用
的特点 I
为什么使用雷达成像技术
信号处理
运动补偿问题 多普勒频率漂移问题 数据采样 距离向 方位向
信号处理
脉冲宽度(T) 与带宽成反比 带宽增加，距离分辨率提高 线性调频信号 脉冲重复周期()或频率() 采样定理的限制 脉冲重复频率增加，方位分辨率提高
信号处理
距离采样 满足采样定律
方位采样() 必须满足:
PRI2 c(Rf a rRne)arTp
= 远距点, =近距点
使用的波段
125 950 C 5.3 7.5 10.2 14 16 32.6 37.0
图像例
美国加州洛杉矶的卫星雷达图像
南极卫星图像
参考文献
Tony Freeman, Jet Propulsion Laboratory. What Is Imaging Radar.
基本概念
最大聚焦合成孔径长度:
Lmax R
D
天线尺寸的减小导致更长的聚焦合成孔径长 度
聚焦分辨率: sar R D
2Lmax 2
分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波 长无关
星载
机载
成像模式
,,, ()
成像模式
(条带式): 最早的成像模式，1950’s 低分辨率成像的最有效方法 (聚束式): 在1970’s提出 获得较高的分辨率 一次飞行中，通过不同视角改变对