星载合成孔径雷达天线热控设计研究

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星载sar距离模糊分布规律及其改进设计

星载sar距离模糊分布规律及其改进设计以星载SAR距离模糊分布规律及其改进设计为题，我们来探讨一下星载合成孔径雷达（SAR）在测量距离时的模糊分布规律以及如何改进设计。

一、星载SAR距离模糊分布规律在测量目标距离时，SAR系统采用脉冲压缩技术，通过发射一组脉冲信号并接收回波信号来提取目标距离信息。

然而，由于天线波束宽度和脉冲宽度的限制，SAR系统存在距离模糊问题。

距离模糊是指在SAR图像中，目标的距离位置被模糊表示，难以准确确定目标的距离。

这是因为SAR系统的脉冲宽度过长，导致目标的回波信号在距离维度上叠加在一起，从而无法分辨出不同距离上的目标。

距离模糊的分布规律可以通过SAR系统的工作参数来确定。

具体来说，距离模糊的程度与脉冲宽度、天线波束宽度和目标散射中心距离等因素有关。

一般来说，脉冲宽度越宽、天线波束宽度越窄，距离模糊越严重。

同时，当目标散射中心距离超过脉冲宽度的一半时，会出现距离模糊。

二、改进设计为了解决星载SAR的距离模糊问题，可以采取以下几种改进设计：1.减小脉冲宽度：通过缩短脉冲宽度，可以降低距离模糊的程度。

可以采用窄脉冲技术，例如线性调频（LFM）脉冲，可以有效减小脉冲宽度，提高距离分辨率。

2.增大天线波束宽度：通过增大天线波束宽度，可以减小距离模糊的程度。

可以采用多通道合成孔径雷达（SAR）系统，利用多个天线阵列接收回波信号，从而获得更宽的波束宽度，提高距离分辨率。

3.引入多普勒频移：通过引入多普勒频移，可以实现距离和速度的联合测量。

多普勒频移可以通过调整SAR系统的发射频率或目标的运动状态来实现，从而减小距离模糊的程度。

4.应用高分辨率成像算法：通过采用高分辨率成像算法，可以提高距离分辨率，从而减小距离模糊的程度。

例如，可以采用压缩感知（CS）算法、稀疏重建算法等，通过对回波信号进行压缩感知和稀疏重建处理，实现更高的距离分辨率。

5.结合其他传感器：可以结合其他传感器的数据，如全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）等，来提高距离测量的精度和准确度。

合成孔径雷达

欧空局(ESA)
欧空局分别于1991年7月和1995年4月,发射了欧洲遥感卫星(European Remote Sensing Satellite, ERS) 系列民用雷达成像卫星:ERS-1和ERS-2,主要用于对陆地、海洋、冰川、海岸线等成像。卫星采用法国Spot-I和 Spot-Ⅱ卫星使用的MK-1平台,装载了C波段SAR,天线波束指向固定,并采用VV极化方式,可以获得30 m空间分辨率和100 km观测带宽的高质量图像。Envisat是ERS计划的后续,由欧空局于2002年3月送入太空的又一颗先进的近极地太阳同步轨道雷达成像卫星。Envisat上所搭载的ASAR是基于ERS-1/2主动微波仪(AMI)建造的,继承了ERS-1 /2 AMI中的成像模式和波束模式,增强了在工作模式上的功能,具有多种极化、可变入射角、大幅宽等新的特性, 它将继续开展对地观测和地球(ESA)
意大利德国
俄罗斯加拿大航天局(CAS)
日本以色列
美国宇航局(NASA)
在Seasat-A取得巨大成功的基础上,利用航天飞机分别于1981年11月、1984年10月和1994年4月将Sir-A、 Sir-B和Sir-C/X-SAR3部成像雷达送入太空。Sir-A是一部HH极化L波段SAR,天线波束指向固定,以光学记录方式成像,对1000 ×104 km2的地球表面进行了测绘,获得了大量信息,其中最著名的是发现了撒哈拉沙漠中的地下古河道,显示了SAR具有穿透地表的能力,引起了国际学术界的巨大震动。产生这种现象的原因,一方面取决于被观测地表的物质常数(导电率和介电常数)和表面粗糙度,另一方面,波长越长其穿透能力越强。Sir-B是Sir-A的改进型, 仍采用HH极化L波段的工作方式,但其天线波束指向可以机械改变,提高了对重点地区的观测实效性。Sir-C/X-SAR 是在Sir-A, Sir-B基础上发展起来的,并引入很多新技术,是当时最先进的航天雷达系统:具有L、C和X3个波段, 采用4种极化(HH, HV, VH和VV),其下视角和测绘带都可在大范围内改变。

星载多极化合成孔径雷达波位设计研究

（ｅｅｒｈ＆ＤｖｌｍｎＣｎｅ，ｈｎｃｄｍｆｐｃｅｈｏｇ，Ｂｉｎ００４ｈｎ）ＲｓａｃｅｅｏｅｔｅｔＣｉａＡａｅｙｏａｅＴｃｎｌｙｅｉｇ１０９，ＣｉａｐｒＳｏｊ
Ａｓｒｃ：ｅｍｐｓｉｅｉｆｃａｅｏｎｎｈｔｐｒｒｄｒ（ＡｂｔｔＢａｏｉｏｄｓｎａｆｔｓｃｂｒｅｙｔｅｃｅｔｅｒａＳＲ）ｓｓｍｐｒｒａｃｒｕｌ，ｎｅｄｏ－ａｔｎｇｅｓｐｓｉａｕａｙｔｆｍｎｅｓｉｓａｄｉｎｅｓｎｅｅｏｅｏｙｔｃｓｅｉｇｔｅｌｉｎｃｏｏｐｅｅｓｅ，ｕｈａａｇｍｉｉｉａｒｔ（ＡＲ）ａｉｕｈａｉｉｉｎｌａｏｉｒｍｔｇｆｔｓｃｍｒｎｉｌｓｃｓｒｎｅａｂｇｔｔｓｌａｏＲＳ，ｚｔｍｂｕｔｔｓａｒｔｄｎｈｉｉａｒｈｖｙｕｙｏｇｉｎｍｇｙｏｇｉ
计是星载合成孔径雷达（Ａ系统参数设计的重要组ＳＲ）
成部分，要全面考虑天线尺寸、射脉冲遮挡、需发星下
点回波干扰、离模糊比、位模糊比和Ｎｏ距方Ｅ＂多种。等因素，而使系统达到最优。从多极化与单极化相比技术更加复杂，主要原因其
星载多极化合成孑径雷达波位设计研究Ｌ
金丽花，志伟赵

中国空间技术研究院西安分院来校指导天线研制

中国空间技术研究院西安分院资深天线设计专家高选正、副所长田步宁来我院指导天线设计工作应计算机学院曾三友教授的邀请，高选正专家、田步宁副所长来我院指导天线设计相关知识。

指导工作从6月13日持续至6月18日，在东区教育部长江三峡地质灾害研究中心401会议室进行。

首先由曾三友教授向高选正专家介绍曾三友课题组的科研现状及成果，并邀请两位专家对本课题组所做的工作提出了宝贵建议。

之后，高选正专家结合自己丰富的天线设计经验给课题组成员进行了长达一周的天线理论知识课程，使我们对以前许多模棱两可的知识了解更加清楚。

高选正专家每天晚上还来到课题组实验室与同学们进行天线设计相关问题的讨论，并帮助解决了一些长期未能解决的问题。

另外，在此期间，中国空间技术研究院西安分院副所长田步宁于6月14日来我院指导工作，田副所长听完曾三友教授的报告后，提出了宝贵的建议以及一些天线领域的设计要求，让我们做研究。

高选正专家现年77岁高龄，1962年毕业于武汉大学电磁场与微波技术（天线）专业，毕业后在中国空间技术研究院西安分院担任研究员工作，是一位电磁理论知识扎实，天线设计经验丰富的资深天线设计专家。

其主要事迹如下：1962-1964年参加我国第一颗原子弹测高机天线研制，参加地面各种试验。

1964-1970年负责东-1卫星东方红乐曲地面跟踪接收天线研制，接收效果良好。

1989-1997年负责BD-1双星定位卫星天线分系统研制工作，任主任设计师，研制紧凑型双频微带贴片馈源，编制多波束设计软件，该项目获1997年部科技进步二等奖。

卫星发射成功、该天线运行正常、在轨测试数据良好，获2002年国防科技一等奖。

负责我国863高科技项目---星载合成孔径雷达大型可展开有源相控阵天线研制，1997年完成模样研制。

1998-2010年退休返聘，作顾问，参与多项任务研究、评审、教育培训等工作，如担当尼尔利亚星、委内瑞拉星、巴基斯坦星来华学习学员授课教师，神舟学院西安分院教师等。

星载合成孔径雷达系统仿真研究

数。
空间几何关系模型
图ｌ星载ＳＡＲ系统数值仿真模型１１．空间几何关系模型ＳＲ获得高分辨力的主要原理是基于对点目标距离（Ａ变化）历程的精确估计，以空间几何关系模型提供了星载ＳＲ和地面目标之间的所Ａ空间几何关系。模型还要考虑卫星轨道参数、地球形状、天线视角、卫星姿态、目标位置等诸多因素。空间几何关系模型的建立需要选择适当的坐标系，建立星载ＳＲＡ运动平台的数学模型，结合传感器与平台的搭载关系及地球模型来仿真星载ＳＲ的观测能力，Ａ确定任一时刻星载ＳＲ的观测地域，Ａ然后根据观测地域内设定目标的位置，计算合成孔径时间内目标的距离史。模型包括：（）椭球模型１地球为了仿真的精确性，用地球椭球参数来综合表示地球椭球的几何和物理特性。选择精确、通用的地球椭球模型，是进行仿真的必要前提。（）２卫星轨道模型卫星的实际运动轨道可以分为两部分考虑：可以精确求解的简化理论轨道和影响卫星轨道运动的摄动量。ＳＲ卫星轨道模型用来描述ＡＳＲ卫星在惯性参考系里的运行规律。通常采用开普勒轨道六根数具Ａ ‘
据传输、量化等影响。１．像处理模型４成成像处理是星载ＳＲ成像干扰数值仿真系统的重要组成部分，Ａ对算法的要求是能适应不同的星载ＳＲ系统参数并精确成像。对于星载ＡＳＲ仿真，能够像ＳＲ信号处理那样从雷达回波中通过自Ａ并不Ａ动聚焦和杂波锁定来估计多普勒参数。因此我们必须通过建立的星载ＳＲ空Ａ间几何关系模型，利用已知的卫星轨道参数、卫星平台运动状态参数以及目标和地球运动参数，从理论上确定仿真过程中所需要的多普勒参

合成孔径雷达SAR综述

合成孔径雷达SAR综述合成孔径雷达(SAR) 是一种高分辨机载和星载遥感技术，用于对地形等场景上的远程目标进行成像。

1951 年，Carl Wiley 意识到，如果在雷达沿直线路径移动时收集回波信号，则接收信号的多普勒频谱可用于合成更长的孔径，以便提高沿轨道维度的分辨率。

1953 年，当一架 C-46 飞机绘制佛罗里达州基韦斯特的一段地图时，形成了第一张实测SAR 图像。

第一个星载卫星SAR 系统由美国国家航空航天局 (NASA) 的研究人员开发并于 1978 年投入 Seasat。

SAR 模式根据雷达天线的扫描方式，SAR 的模式可分为三种。

如下图所示，当雷达收集其行进区域的电磁 (EM) 反射波，观察与飞行路径平行的地形带时，这种模式称为侧视 SAR或带状 SAR。

当雷达跟踪并将其电磁波聚焦到一个固定的、特定的感兴趣区域时，这种模式称为聚束 SAR，如下图所示。

SAR 操作的另一种模式称为扫描SAR，它适用于雷达在高空飞行并获得比模糊范围更宽的条带时。

条带的这种增强会导致距离分辨率的下降。

如下图所示。

对于这种模式，照射区域被划分为几段，每段被分配到不同的条带的观察。

随着雷达平台的移动，雷达在一段时间内照射一个段，然后切换到另一个段。

这种切换是在特定的方法中完成的，使得所需的条带宽度被覆盖，并且当平台在其轨道上前进时没有留下任何空白段。

SAR 系统设计通用 SAR 系统框图如下图所示。

所有的定时和控制信号都由处理器控制单元产生。

首先，SAR 信号（线性频率调制（LFM）脉冲或阶跃频率波形）由波形发生器生成并传递到发射机。

大多数 SAR 系统使用单个天线或两个紧密放置的天线进行发射和接收，这样系统通常在单站配置下工作。

SAR 天线、转换器和天线波束形成器可沿场景或目标方向形成和引导主波束。

发射的 SAR 信号从场景或目标反射回来后，接收到的信号由 SAR 天线收集并传递给接收机。

接收机输出后的信号被模数转换器采样和数字化。

合成孔径雷达概述(SAR)

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)合成孔径雷达概述1合成孔径雷达简介合成孔径雷达(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。

星载SAR的RD定位模型用于卫星轨道优化与影像定位的方法研究的开题报告

星载SAR的RD定位模型用于卫星轨道优化与影像定位的方法研究的开题报告一、研究背景及意义星载合成孔径雷达（SAR）是一种高分辨率、全天候、全天时遥感观测手段，被广泛应用于陆地、海洋、天气、地质等领域。

SAR技术发展迅速，成为遥感领域的热点之一。

SAR数据处理包括成像、定位、滤波等步骤，其中RD定位是SAR数据处理的重要环节。

RD定位是一种基于测向和距离信息对图像进行定位的方法，对SAR成像精度起到至关重要的作用。

SAR系统存在多源误差和设计偏差等因素导致成像精度受到影响，在SAR成像中，最常见的误差是地球自转所引起的相位误差。

此外，系统构型和措施误差也会影响成像质量。

因此，针对SAR成像中的多源误差和设计偏差进行RD定位模型的方法研究具有重要意义。

二、研究内容本研究主要探讨基于星载SAR的RD定位模型用于卫星轨道优化与影像定位的方法研究。

具体研究内容如下：1. 对SAR成像中的多源误差和设计偏差进行分析和探讨。

2. 研究SAR成像中的RD定位模型，在此基础上探究定位精度的提升方案和方法。

3. 综合考虑卫星轨道优化、RD定位模型和数据处理算法，实现卫星轨道优化与影像定位一体化。

4. 通过实验验证卫星轨道优化与影像定位一体化方法的可行性和有效性。

三、研究方法本研究将采用多种研究方法，主要包括：1. 理论分析：对SAR成像中的多源误差和设计偏差进行分析和探讨，构建RD定位模型，提出卫星轨道优化与影像定位一体化的方案和方法。

2. 实验模拟：通过模拟实验，验证卫星轨道优化与影像定位一体化方法的可行性和有效性。

3. 数据处理：对实验数据进行处理，比较分析不同方法的处理结果。

四、预期结果本研究的预期结果如下：1. 确定SAR成像中的多源误差和设计偏差，构建有效的RD定位模型。

2. 实现基于RD定位模型的卫星轨道优化与影像定位一体化方法。

3. 验证卫星轨道优化与影像定位一体化方法的可行性和有效性，提高SAR成像精度。

合成孔径雷达成像技术及应用分析

合成孔径雷达成像技术及应用分析摘要：合成孔径雷达是一种新体制雷达，具有全天候工作、穿透地表、高分辨率等独有特点，使其广泛应用于军民领域。

本文介绍了合成孔径雷达的成像原理，剖析了其关键技术及实现方法，并结合应用现状对其未来发展趋势进行了分析。

关键词：合成孔径雷达；信号处理；发展趋势合成孔径雷达（SAR）是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和数字信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离、方位双向高分辨率遥感成像的雷达系统，通常安装在飞机、卫星等平台上，不受光照和气象条件限制，可在能见度极低的情况下得到类似光学照相的雷达图像，具有全天时全天候工作、穿透云雾和植被、低频段穿透地表、分辨率高等优点。

合成孔径的概念始于20世纪50年代初期，首次使用是在50年代后期装配在RB-47A和RB-57D 战略侦察机上。

一、合成孔径雷达的工作原理用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线移动，在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理，一个小天线通过“运动”方式就合成一个等效“大天线”，可以得到较高的方位向分辨率。

合成孔径雷达工作时按一定的重复频率收发脉冲，真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置，把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来，便形成一个等效合成孔径天线的接收信号。

合成孔径雷达工作原理示意图地物的反射波由合成线阵天线接收，与发射载波作相干解调，并按不同距离单元记录在照片上，然后用相干光照射照片便聚焦成像。

相参性是合成孔径雷达系统获得高分辨率的必要条件,发射信号、本振电压、相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号产生，接收机也需要具备很高的时间精度。

二、合成孔径雷达关键技术（一）数字信号处理技术。

影响合成孔径雷达性能的关键因素是数据处理速度，因为SAR需要存储大量雷达回波，并对一定时间间隔内的信号进行相干积累和实时解算，对数据容量、读写速度、运算方法等都提出了较高的要求，而且探测区域越大、分辨率越高，信息量就越大，对数据处理的要求也就越严格。

合成孔径雷达成像技术研究与应用

合成孔径雷达成像技术研究与应用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种利用雷达设备制作二维或三维图像的技术。

其原理是在多次测量中采集大量雷达波形信号，然后将这些信号合成一个大图像，从而得到精细的图像。

合成孔径雷达成像技术在军事、民用、科研领域等方面得到了广泛应用。

本文将探讨合成孔径雷达成像技术的研究与应用。

一、合成孔径雷达成像技术研究合成孔径雷达成像技术的研究主要包括以下几个方面：1、雷达波形信号处理技术合成孔径雷达技术需要采用一定的信号处理技术获取高分辨率图像。

其中，雷达信号的预处理是其成功的关键。

预处理部分主要包括调整不同波形信号的相位，消除系统噪声等方面。

随着对图像分辨率要求日益提高，算法的优化和性能的提高是一个重要的研究课题。

2、成像算法合成孔径雷达技术的核心是图像重建，常用的方法有基于傅立叶变换的方法、基于脉冲压缩的方法、基于数据处理的方法等。

传统的基于傅立叶变换的方法能够获得高质量的图像，但是速度较慢，无法满足实时成像的需求。

基于脉冲压缩的方法则广泛应用于军事领域，能够实时获取高质量的图像。

但是，它对系统要求较高，难以实现商业化。

近年来，基于数据处理的方法逐渐成为主流，能够在短时间内获取高质量的成像结果。

3、信号识别与分类随着合成孔径雷达应用领域的不断拓宽，如何对所观测的目标进行自动识别和分类成为一个研究热点。

一些新的算法如深度学习等被引入合成孔径雷达领域，以优化信号处理和目标识别的性能。

二、合成孔径雷达成像技术应用1、军事领域合成孔径雷达成像技术在军事领域中具有广泛的应用。

由于其具备全天候、全天时等优势，能够在恶劣的环境下探测目标、跟踪和瞄准目标、自动识别目标等。

合成孔径雷达成像技术在军事领域可用于雷达预警、目标探测、飞机导航、目标定位等多个领域。

2、民用领域合成孔径雷达成像技术在民用领域中也有很多应用。

例如，合成孔径雷达技术可用于土地变化检测、地质勘探、红外遥感数据的处理等。

超小型合成孔径雷达P-SAR的研制与基本性能

超小型合成孔径雷达P-SAR的研制与基本性能张涛1，2，3姚宜斌1邹进贵1，3周吕1徐进军1(1.武汉大学测绘学院湖北武汉 430079；2.武汉大学测绘仪器设备研发中心湖北武汉 430079；3.武汉大学测绘国家级实验教学示范中心湖北武汉 430079)摘要：由于通常的合成孔径雷达结构复杂，尺寸与自重大，价格高，因此主要在卫星和大中型飞机上作为探测器以及在军事上使用。

而如今，无人机(包括固定翼以及旋翼机）发展极为迅速，无人机上配置的光学传感器已经十分丰富（被动传感器如普通相机、高光谱相机、热红外相机、紫外相机，以及主动的激光雷达等），但是一直缺乏一种合适的微波雷达作为无人机载荷。

虽然目前也有一些小型合成孔径雷达，但是由于价格或者重量等原因，并不适合用于民用无人机。

为填补这一产品空白，我院研制了一种重量、体积、功耗、价格都适合于民用无人机的超小型合成孔径雷达，称为P-SAR，不仅可以用于遥感测绘、军事侦察，同时也是一种很好的教学实验仪器。

本文首先简单介绍了超轻型合成孔径雷达P-SAR的基本原理与结构以及主要特点，而后对P-SAR的主要性能做了测试。

最后，对P-SAR的应用前景做了分析。

关键词：合成孔径雷达无人机旋翼机线性调频等幅波天线基金项目：家重点研发计划项目( 2016YFB0501803)；武汉大学实验项目( WHU-2017-SYJS-04)1 引言合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，SAR）是20世纪50年代末研制成功的一种微波传感器，最初主要用于军事，是微波传感器中发展最迅速和最有成效的一种[1]。

作为一种主动式传感器，SAR的波长比光学传感器长的多，因此SAR技术和其他遥感技术相比，具有不受光照和天气条件的限制，可以全天时、全天候对地观测，还可以穿透一定的地表和植被获取隐藏的信息优势。

因此，SAR 也是战场上的不可缺少的重要装备，星载SAR和机载SAR装备可以迅速获得地面情况，完成军情侦察，对空SAR可以获取和跟踪空中目标，而弹载SAR可以准确完成地形匹配工作，实现精确制导[2]。

星载合成孔径雷达导论

星载合成孔径雷达导论
今天，我们正在进行一次关于星载合成孔径雷达（SAR）的学习。

星载合成孔径雷达是一种非常重要的航空电子设备，可以进行远距离监测，并且它的应用正在不断增加。

星载合成孔径雷达是一种特殊的雷达，它可以帮助我们更快更清楚地看到大范围内的地面目标。

这一雷达技术基于一种叫做合成孔径的原理。

这种原理的基本思想是，我们可以通过合成多个雷达采集的数据来获得更多更清晰的地面目标图像。

合成孔径雷达技术的の目的是利用多个收发信机和一个雷达接收机，通过改变飞行轨迹，实现轨道上不同方位上的数据采集，从而实现一个大范围内的数据采集。

现代星载合成孔径雷达不仅可以用来将大范围内的地面目标图
像采集形成高分辨率的地面目标图像，还可以用来监测较远距离处的天气或气象，以及观测特定的地理区域对应的情况。

一般来说，现代星载合成孔径雷达可以通过计算实现更高的精度，更多的细节，甚至可以实现多种功能，例如像温度、湿度、地形和地质等的测量。

星载合成孔径雷达可以发挥的作用非常的广泛，而它的实际应用也正在不断增加。

它可以帮助人们实现对远距离目标地的远程监测，例如，它可以用来帮助航空公司监测其飞机飞行路径，及时发现高报警条件，以及对公路、桥梁、地铁等公共设施的监测。

此外，星载合成孔径雷达甚至可以用来做地形测量、台风监测、地震研究以及海洋和大气变化监测等。

星载合成孔径雷达的发展速度非常快，它的精度不断提高，应用
也越来越广泛。

它的应用也将越来越多，也将带来更多的机遇和挑战，为人类和社会带来更多的好处。

星载SAR成像技术的研究与应用

星载SAR成像技术的研究与应用星载SAR成像技术是一种新兴的遥感技术，SAR的英文全称是Synthetic Aperture Radar，意为合成孔径雷达。

与传统光学遥感技术相比，SAR技术具有无视天气、夜间操作、高分辨率、波长波段可控等优点，因此越来越广泛地应用于土地利用、海洋监测、气象预警、地震预测等领域，其重要性不言而喻。

一、SAR成像技术的原理SAR技术是利用雷达通过向目标发射电磁波，接收被目标反射回来的电磁波信号来实现对目标进行探测。

利用雷达技术可以利用合适的雷达频率，对各种目标以及大气等物体进行探测。

SAR技术利用雷达发射探测信号，利用接受的回波信号来实现对目标的成像。

SAR雷达发射的探测信号是微波信号，可以穿透大气中的云层，对地面的变化进行探测。

由于雷达时间、空间分辨率的影响及目标反射回波的相位变化规律，SAR 技术可以获取极高的图像质量。

二、SAR应用领域（1）土地利用：利用SAR技术可以精确地识别不同类型土地以及土地利用方式，为土地规划以及资源保护提供决策支持依据。

此外，SAR技术还可以检测土地的沉降情况、水文地质信息等。

（2）海洋监测：SAR技术可以探测海平面、洋流、波高等海洋参数，在海洋环境监测、航道安全、海洋资源勘探等领域具有重要应用价值。

（3）气象预警：SAR技术可以对雷暴、暴雨等极端天气进行实时监测并提供预警。

（4）地震预测：SAR技术可以对地表变形等地震前兆进行高精度监测，并为地震预测提供数据支持。

三、SAR技术的发展与应用SAR技术的发展历程长，自从二战时期问世以来，经过了数十年的发展，SAR技术的性能得到了极大的提升。

对传统SAR技术的提高与完善使之成为多种遥感技术中的重要成员。

SAR技术从上世纪70年代在军事领域应用拓展到了民用领域，在航空航天、卫星成像领域占有重要地位，成像技术得到了高水平的应用。

近年来，SAR技术不断推陈出新，出现了多项重大创新，例如织物机构、带宽合成、图像全彩，波形分类等领域的应用。

星载SAR天线热控技术现状及发展趋势

ＪＩＡＮＧＳｈｏｕ－ｌｉ，ＳＵＬｉ－ｚｈｅｎｇ，ＺＨＯＮＧＪｉａｎ－ｆｅｎｇ
（ＮａｎｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９，Ｃｈｉｎａ）
第２９卷第６期
２０１３年１２月
电子机械工程
Ｅｌｅｃｔｒｏ — ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．２９．Ｎｏ．６ＤｅＣ．２０ｌ３
星载ＳＡＲ天线热控技术现状及发展趋势
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓａｔｅｌｌｉｔｅＳＡＲａｎｔｅｎｎａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｎｔｅｎｎａｍｏｄｕｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｈｅａｔｌｆｕｘｄｅｎｓｉｔｙａｒｅｇｅｔｔｉｎｇｈｉｇｈｅｒ．Ａｎｔｅｎｎａｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｉｓｆａｃｉｎｇｃｈｌｌａｅｎｇｅ．
引言
星载ＳＡＲ（合成孔径雷达）作为一种主动式微波成像传感器，通过发射宽带信号，结合合成孔径技术，能在距

星载合成孔径雷达技术研究

星载合成孔径雷达技术研究随着科技的不断革新，航空航天领域也在不断地发展和壮大。

而现今的空间探测需要高精度、高分辨率的空间成像技术作为支撑，而这个技术的关键就在于合成孔径雷达技术。

本文将主要论述近年来星载合成孔径雷达技术的研究现状与趋势。

合成孔径雷达，简称SAR技术，是一种以雷达为信号源，通过复杂的数据处理技术进行目标成像与测量的高尖端技术。

它广泛应用于空间技术、精密农业、海洋环境等领域，具有高精度、高分辨率、遥感探测能力强等优点。

星载合成孔径雷达技术，顾名思义是把SAR技术应用于卫星和宇宙飞行器上，用卫星俯瞰地球表面，获取地形地貌、海洋环境、天气、农业等方面的数据。

与其他成像技术相比，星载合成孔径雷达技术具有成像能力强、适应多种不同天气条件、覆盖范围广等优点，并且在环境监测、军事侦查以及野生动植物保护等领域也有非常广泛的应用。

近年来，随着航空航天领域的不断发展，星载合成孔径雷达技术的研究也获得了迅速发展。

主要表现在五个方面：1.数据处理和算法的进一步深入：SAR数据处理和成像算法一直是研究的热点之一。

在星载合成孔径雷达技术中，数据处理和算法的精度和速度将直接影响成像质量和效率。

目前，研究者们正致力于发展更高效、更精准、更智能化的算法，用于提高数据处理的速度和效率。

2.多模式SAR技术的研究：随着航空航天技术的不断进步，现代卫星多次向同一地区拍摄的能力日益提高。

因此，一种新的多模式SAR技术正在逐渐发展。

这种技术可以将多模式图像整合成高质量、高分辨率的三维立体影像，从而实现更清晰的三维成像。

3.极化SAR技术的研究：极化SAR技术是利用电磁波的偏振现象来获得目标信息的一种高级成像技术。

目前，该技术已广泛应用于军事领域、气象预测、海洋环境监测等多个领域。

然而，目前的极化SAR技术面临的仍是成像质量低、敏感度和分辨率不够高等问题，需要继续改善和完善。

4.新一代星载SAR的研究：目前，国内外已经有多家公司和机构开始研究新一代星载SAR，以期望从质量、分辨率、遥感精度、信噪比等方面取得更进一步的提高和发展。

星载合成孔径雷达系统

极化的选择
• 通常的SAR都是单极化，采用VV或HH极化
• 如果要研究目标的散射机理，进而对目标进行分类、识别，就要采用多极化手段；
• 多极化系统，通常采用单发射通道、双极化天线和双接收通道结构，利用发射和接收通道的组合，获得准同时的四
种极化回波。
• 多极化是星载雷达的重要发展方向。如日本的PALSAR （2006.1）、德国的TerraSAR(2007.6)、加拿大的 Radarsat2(2007.12)都具有多极化能力。
模糊比
距离模糊比：
AASR
=
所有方位模糊区回波总功率主波束内回波信号功率
方位模糊比：
RASR
=
所有模糊区回波信号功率测绘带回波信号功率
∞
∑ ∫ ∫ k=−∞
Bd / 2 −Bd / 2
PRT / 2 G′2 ( f
−PRT / 2
−
fdc − kPRF,τ − kPRT ) ⋅ dfdτ
距离-方位联合模糊比： ∫ ∫ ASR = k≠0
波位设计表
波斜距 (km)
视角（度） PRF 采样起始方位模糊距离模糊
位最近中心最远最近中心最远 (Hz) (us)
(dB)
(dB)
B1 600 615 630 24 25 26 3300
80
-23
-21
B2 625 635 655 25.5 26 27.5 3200
70
-22
-22
• 国内的星载SAR有L波段（在轨）、X波段（在轨）、S波段（在研）、C波段（预研）。
极化
垂直（V）
极化散射矩阵
水平（H）
同极化交叉极化

合成孔径雷达(SAR)技术

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. 7. 2000年, 欧洲空间局发射了ASAR. 8. 2003年, 日本准备发射ALOS SAR.
SAR 主要性能指标-辐射精度
1. 辐射分辨率:
10 lg[ 1 q]
2. 辐射精度:
H PI
SAR 主要性能指标-定位精度
1. 目标定位 2. 目标定位误差源
* 回波时延误差 * 电磁波传播效应误差 * 目标高度误差 * 多普勒中心频率误差 * 时钟误差 * 卫星的星历误差
SAR 主要性能指标-模糊特性

距离模糊
方位模糊
SAR 主要性能指标-模糊特性
距离模糊
h

波束宽度

测绘带
模糊带
模糊带
SAR 主要性能指标-模糊特性
近距点回波时间:
远距点回波时间:
为满足测绘带内的单值测量,脉冲重复周期应满足:

SAR合成孔径原理
SAR合成孔径原理-波束形成
目标
d 相邻两个阵源接收信号的空间延迟为:d sin
天线阵
SAR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
2d 2 ( M 1)d {F ( ), F ( ) * exp( j sin ),..., F ( ) * exp( j sin )}

星载多通道SAR-InSAR成像处理技术研究

星载多通道SAR-InSAR成像处理技术研究星载多通道SAR/InSAR成像处理技术研究1. 引言合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种主动的遥感系统，通过使用机载或航天平台上的合成孔径雷达设备，可以实现对地球表面进行高分辨率的成像与监测。

SAR成像技术具有透雨云层观测、全天候成像、高角度成像等优势，被广泛应用于国土测绘、农田监测、城市规划和地质灾害预警等领域。

与此同时，星载多通道SAR/InSAR技术的应用也在不断发展。

2. 星载多通道SAR/InSAR成像处理技术概述星载多通道SAR/InSAR技术是近年来SAR技术的发展趋势之一。

传统的SAR技术只能获取单通道的SAR图像，而星载多通道SAR/InSAR技术则通过同时采用多个雷达波束，实现对同一区域的同时成像观测。

这种技术可以大大提高成像的时空分辨率，同时能够获得更多的信息，从而提高对地物的识别与分类能力。

3. 星载多通道SAR/InSAR成像处理技术原理星载多通道SAR/InSAR成像处理技术的基本原理是利用多个雷达波束获取多个SAR信号，并通过复杂的信号处理算法将多个SAR图像融合成高质量的综合图像。

在这个过程中，需要考虑到多通道之间的相位差异、角度误差等因素，并进行相应的校正与配准。

然后，通过差分干涉合成孔径雷达（DInSAR）技术，可以进一步提取出地表形变信息，实现对地貌地貌变化的监测与分析。

4. 星载多通道SAR/InSAR成像处理技术的主要挑战星载多通道SAR/InSAR成像处理技术的应用面临着一些挑战。

首先，信号处理算法的开发和优化是一个复杂而繁琐的工作，需要考虑到多通道之间的相干性、相位校正和配准等问题。

其次，多通道SAR系统的设计和制造需要更高的技术要求，包括波束形成算法、天线阵列设计和雷达参数优化等方面。

此外，多通道SAR系统的数据量庞大，对数据存储和处理能力也提出了很高的要求。

星载合成孔径雷达原始数据压缩技术研究的开题报告

星载合成孔径雷达原始数据压缩技术研究的开题报告一、选题的背景和意义在现代科技中，遥感技术被广泛应用于机载、星载等测量中。

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）作为一种重要的遥感装备，其能够利用微波辐射，获取地表的高分辨率图像，且不受天气、光照等因素的干扰。

但是，SAR所生成的原始数据量非常庞大，在传输、存储、处理等方面会面临一定的挑战。

因此，对SAR数据进行压缩和优化处理，能够有效地减少数据传输和存储的成本，提高数据处理的效率。

二、研究内容和思路本文将对星载合成孔径雷达原始数据压缩技术进行研究。

具体而言，研究内容包括以下方面：1. SARS原始数据的压缩算法。

目前常用的SAR数据压缩算法主要包括哈夫曼编码、熵编码、小波变换等，本文将对这些算法进行介绍和比较，找出适合SAR数据压缩的算法。

2. SARS图像质量评价。

为确保压缩后的数据质量，需要对压缩后的图像进行评价。

本文将研究各种评价方法，如峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）等。

3. 压缩后的数据传输与存储。

对于压缩后的数据，需要考虑传输和存储问题。

本文将对各种传输和存储方案进行研究，以提高数据传输和存储效率。

4. 压缩算法优化。

在压缩算法中，可以通过一些优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，来提高压缩效率。

本文将探讨这些优化算法在SAR数据压缩中的应用。

三、研究计划本文将按照以下步骤进行研究：第一阶段：研究SAR原始数据压缩算法，包括哈夫曼编码、熵编码、小波变换等，对每种算法进行详细介绍和比较。

第二阶段：研究SAR图像质量评价方法，包括峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）等，以验证压缩后的数据质量。

第三阶段：研究SAR压缩后的数据传输与存储方法，以提高数据传输和存储效率。

第四阶段：优化SAR数据压缩算法，采用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行优化，提高压缩效率。

四、预期成果本文的预期成果是：研究出适合SAR原始数据压缩的算法，并验证其压缩后的数据质量；研究出针对SAR原始数据的传输和存储方法，能够提高数据传输和存储效率；采用优化算法对SAR压缩算法进行优化，提高压缩效率。