合成孔径雷达概述(SAR)
简述合成孔径雷达基本成像原理
简述合成孔径雷达基本成像原理
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种使用雷达技术实现高分辨率成像的遥感技术。它利用雷达的特性，通过合成大于实际天线口径的虚拟孔径，从而获得高分辨率的雷达图像。
SAR的基本成像原理是通过向地面发送一连串的雷达脉冲信号，并接收反射回来的信号。这些雷达脉冲信号以一定的重复频率发送，形成了连续的脉冲序列。当脉冲信号与地面目标相互作用时，会产生散射信号。接收到的散射信号经过处理后，就可以获取地面目标的信息。
SAR利用了脉冲序列的重复性，通过记忆性的处理方法，将多个距离不同的回波信号叠加起来，形成合成孔径，进而提高了分辨率。传统雷达的分辨率受限于天线口径，而SAR则可以通过合成虚拟孔径，实现远远超过实际天线口径的高分辨率成像。
具体步骤是，首先雷达在飞行过程中以一定速度沿着地面平行的轨迹运动，不断发送脉冲信号。接收到的回波信号被记录下来，并以距离、时间和幅度的形式存储在数据库中。接着，通过复杂的信号处理算法，对数据库中的回波信号进行处理。这包括距离向压缩、多普勒频率补偿和方位向压缩等步骤。最后，通过这些处理，SAR可以提供高分辨率的地面图像，能够显示细微的地形特征和目标细节。
合成孔径雷达在地质勘探、环境监测、军事侦察等领域具有广泛的应用。它能够获得全天候、全天时的高分辨率图像，并具有强大的穿透力和抗干扰能力。通过利用合成孔径雷达技术，我们可以更好地理解和研究地球表面的各种特征和现象。
合成孔径雷达(SAR)
[cos 2 cos 1 ] ) sin(
2 1
)]
2 1
sin ( 2 ) 2
4 合成孔径原理(频率分析方法)
点目标间的多普勒增量为:
f
2vs sin
多普勒频率分辨与滤波器时间常数存在如下关系:
1 f TD
只要多普勒频率增量能够被分辨，则方位分辨率为:
2 2
2V f0 (t t0 ) R0
2
9.2 SAR回波信号特性（信号模型）
天线与目标相对运动引起的多普勒频移为：
2V fd (t t0 ) R0
它随时间呈线性变化，可见回波信号是一种线性 调频信号，其调频斜率为：
2
2V K R0
2
9.2 SAR回波信号特性（信号模型）
M d R
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:
2 M d
3 合成孔径原理（非聚焦与聚焦处理）
x vs t
v sT 2
聚焦
R ( x y) 2 / 2R
R x / 2R
3
2 ( X 0 X p )
2
R0
合成孔径雷达
德国
TerraSAR-X是首颗由德国宇航中心(DLR)和民营企业EADSAstrium及Infoterra公司根据PPP模式(公-私共 建)共同开发的的军民两用雷达侦察卫星。该卫星于2007年6月15日从拜科努尔航天中心发射升空,运行在515 km 的近极地太阳同步轨道上,工作在X波段(9.65 GHz),具有多极化、多入射角的特性,具备4种工作方式和4种不同分 辨率的成像模式:StripMap(单视情况下:距离上3m,方位上3m)、Scan-SAR(4视情况下:距离上15 m,方位上16 m)、 Spot-Light(单视情况下:距离上2 m,方位上1.2 m)和高分辨SpotLight(单视情况下:距离上1 m,方位上1.2 m)。 SAR-LUPE是德国第1个军用天基雷达侦察系统,服务于德国联邦部队。该卫星系统主要由5颗X波段雷达成像卫星组 成星座,分布在3个高度500 km的近极地太阳同步轨道面上,其中2个轨道面上将有2颗卫星运行,另一个轨道面上有 1颗卫星。每颗卫星都可以穿透黑暗和云层,提供分辨率1 m以内的图像。整个卫星系统,每天可以提供全球从北纬 80°到南纬80°地区的30多幅图像,具有SpotLight和Strip-Map2种工作模式,并且具有星际链路能力,缩短了系 统相应时间,具备对“热点”地区每天30次以上的成像能力。
合成孔径雷达sar孔径合成原理
合成孔径雷达sar孔径合成原理
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用雷达原理进行成像的技术。它通过利用雷达的回波信号进行数据处理，实现高分辨率、大覆盖面积的地面成像。而SAR的核心技术之一就是孔径合成原理。
孔径合成原理是利用雷达的运动产生的多个回波信号进行合成，从而得到高分辨率的成像。与传统雷达不同，SAR的发射器和接收器不是静止不动的，而是在飞机、卫星等平台上运动。正是因为这种运动，SAR能够利用多个回波信号进行合成，达到提高分辨率的效果。
SAR的孔径合成原理可以通过以下几个步骤来解释：
1. 发射信号：SAR首先向地面发射一束射频信号。这个信号在空中传播并与地面物体相互作用后，会产生回波信号。
2. 接收信号：接下来，SAR接收器会接收到地面反射回来的回波信号。这些信号包含了地面物体的散射特性，可以提供有关地面物体的信息。
3. 信号处理：接收到回波信号后，SAR会对这些信号进行处理。首先，对回波信号进行时域压缩处理，以减小信号的时延。然后，对压缩后的信号进行频域处理，通过傅里叶变换等算法，将信号转换为频域数据。
4. 孔径合成：在信号处理的过程中，SAR会利用雷达平台的运动信息，将多个回波信号进行合成。SAR的雷达平台在运动过程中，相当于一个虚拟的大孔径天线，可以接收到多个不同位置的回波信号。通过对这些信号进行合成处理，可以得到高分辨率的成像结果。
5. 成像显示：最后，SAR将合成后的信号进行成像显示。利用合成的回波信号，SAR可以得到高分辨率、清晰度高的地面图像。这些图像可以用于地质勘探、军事目标识别、环境监测等领域。
合成孔径雷达
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
合成孔径雷达的发展现状和趋势
合成孔径雷达的发展现状和趋势
1. 引言
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用合成孔径技术
进行成像的雷达系统。它通过对雷达波的相位和振幅信息进行处理，实现高分辨率、高精度的地面成像。本文将全面探讨合成孔径雷达的发展现状和趋势。
2. 合成孔径雷达的原理
合成孔径雷达的原理是利用雷达系统在不同位置上接收到的雷达波进行合成，从而获得高分辨率的成像效果。其基本原理如下：
1.发射：雷达系统向地面发射脉冲信号。
2.接收：雷达接收地面反射回来的信号。
3.处理：对接收到的信号进行相位和振幅处理。
4.合成：将不同位置上的信号进行合成。
5.成像：通过合成后的信号生成高分辨率的地面图像。
3. 合成孔径雷达的发展现状
合成孔径雷达技术自20世纪50年代问世以来，经历了长足的发展。以下是目前合成孔径雷达的发展现状的一些重要方面：
3.1 分辨率的提高
随着技术的进步，合成孔径雷达的分辨率得到了显著提高。现代合成孔径雷达系统可以实现亚米级甚至亚米级的分辨率，使得可以更清晰地观测地面的细节。
3.2 多波段的应用
为了进一步提高雷达图像的质量和信息量，合成孔径雷达开始应用多波段技术。通过使用多个频段的雷达波，可以获取不同频段下的地面信息，从而提高图像的对比度和解译能力。
3.3 高性能计算平台的应用
合成孔径雷达处理的数据量庞大，需要强大的计算能力来实现实时处理。近年来，高性能计算平台的应用使得合成孔径雷达的数据处理速度大幅提升，同时也为算法的优化提供了更大的空间。
3.4 数据融合与多模态成像
sar成像基本原理
sar成像基本原理
SAR成像基本原理
一、引言
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用雷达技术进行成像的遥感技术。与光学遥感相比，SAR能够在任何天气条件下进行观测，并且对地物的微小变化也能敏感地检测到。SAR成像基本原理是实现SAR技术的核心，下面将详细介绍。
二、雷达原理
雷达利用电磁波通过发射和接收的方式来探测目标，其基本原理是利用雷达与目标之间的相互作用，通过测量回波信号的属性来推断目标的位置、速度、形状等信息。雷达系统通常由雷达发射机、接收机和信号处理单元组成。
三、SAR成像原理
SAR成像利用雷达原理，通过合成孔径的方式实现高分辨率成像。其基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 发射信号：雷达发射机发射一束窄带宽、高重复频率的脉冲信号。这个脉冲信号具有较长的脉宽，以提高目标的探测概率。
2. 接收回波：脉冲信号遇到地物后会发生反射，形成回波信号。雷达接收机接收并记录这些回波信号。
3. 数据处理：得到的回波信号经过一系列的信号处理，包括去除噪声、时频分析等。
4. 距离测量：利用回波信号的到达时间差来计算与目标的距离。
5. 多普勒频移补偿：由于平台和目标的相对运动会导致回波信号的多普勒频移，需要进行补偿。
6. 合成孔径：SAR利用雷达平台的运动合成一个虚拟的大孔径，通过接收不同位置上的回波信号，并将其合成一幅高分辨率的图像。
7. 图像生成：通过对合成孔径信号进行快速傅里叶变换（FFT），可以得到目标的散射系数图像。
四、SAR成像的优势
相比于光学遥感，SAR具有以下几个优势：
合成孔径雷达的现状与发展趋势
二、合成孔径雷达现状
二、合成孔径雷达现状
目前，各国对合成孔径雷达的研究已经取得了许多成果。美国、俄罗斯、德 国等国家在合成孔径雷达技术方面处于领先地位，中国、日本等国家也在积极开 展相关研究。
二、合成孔径雷达现状
在研究机构方面，美国麻省理工学院、加州大学伯克利分校等知名学府以及 雷神、诺格等公司均在进行合成孔径雷达技术的研究。同时，各国军队也十分合 成孔径雷达技术的发展，将其广泛应用于侦察、监视、导航等领域。
二、合成孔径雷达现状
然而，目前合成孔径雷达技术还存在一些问题，如图像质量不稳定、处理速 度慢、无法识别特定目标等。此外，由于合成孔径雷达系统的复杂性和成本较高， 也限制了其应用范围。
三、合成孔径雷达发展趋势
三、合成孔径雷达发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的增长，合成孔径雷达未来的发展将趋向于 高分辨率、高灵敏度、宽测绘带以及多模式多波段的发展。
内容摘要
总之，合成孔径雷达成像方法与对合成孔径雷达干扰方法的研究在许多领域 具有重要应用价值。通过对成像方法和干扰方法的深入了解和分析比较，可以为 相关领域提供一定的参考和指导。随着技术的不断发展，相信未来的研究将在这 一领域取得更大的突破和进展。
谢谢观看
1、国内现状和趋势
1、国内现状和趋势
近年来，我国在SAR技术方面也取得了重要进展。我国已经成功发射了多颗 SAR卫星，如高分三号、四号、十一号等。这些卫星在国土资源调查、海洋监测、 灾害预警等领域发挥了重要作用。未来，我国将继续加强SAR技术的研究和应用， 提高其在国家安全和经济发展方面的支撑能力。
sar的介绍和测试
极化SAR技术
总结词
极化SAR技术能够提供更多地面目标信息， 有助于提高遥感监测和识别精度。
详细描述
极化SAR技术通过采用不同极化方式获取地 面目标的多种极化信息，能够更好地分辨出 不同目标，如建筑物、车辆和树木等。此外， 极化SAR技术还可以提供地表结构、土壤湿 度等信息，为地质勘查、农业监测等领域提 供更全面的遥感监测数据。
图像重建算法
采用合适的算法将距离像转换为二维或三维图 像，如傅里叶变换、逆合成孔径雷达等。
多普勒信息提取
从距离像中提取多普勒信息，以提高图像分辨率和清晰度。
运动补偿技术
平台运动补偿
01
对雷达平台运动过程中产生的误差进行补偿，以保证图像的准
确性和稳定性。
目标运动补偿
02
对目标运动过程中产生的误差进行补偿，以提高图像质量和分
抗干扰能力
指SAR系统在面临各种干扰时，如人为干扰、自然干扰等，仍能 正常工作的能力。
多目标跟踪能力
指SAR系统在复杂环境下，同时跟踪多个目标的能力。
06 SAR系统的未来发展
高分辨率SAR技术
总结词
高分辨率SAR技术能够提供更精细的地面目标信息，有助于提高遥感监测和识别精度。
详细描述
高分辨率SAR技术通过采用更高频率的信号和更先进的信号处理算法，能够获取更高分辨率的地面目标图像。这 使得SAR系统能够更好地分辨出不同目标，如建筑物、车辆和树木等，从而为军事侦察、城市规划、环境保护等 领域提供更准确的信息。
合成孔径雷达SAR课件
目录
• SAR系统概述 • SAR成像算法 • SAR图像处理 • SAR系统性能评估 • SAR系统应用与发展趋势
01
SAR系统概述
SAR定义及特点
定义
SAR，全称合成孔径雷达，是一种雷达成像技术，利用飞行 器平台携带的雷达在空间中扫描，通过合成孔径技术对地面 目标进行成像。
系统噪声与动态范围
系统噪声
系统噪声是指SAR系统内部产生的随机信 号干扰，会影响图像的信噪比。系统噪 声可以通过降低内部热噪声、电磁干扰 等方式进行优化。
VS
动态范围
动态范围是指SAR系统能够处理的信号强 度范围。大动态范围能够更好地适应不同 目标反射系数的变化，提高图像质量。
旁瓣水平与抗干扰能力
距离徙动校正：解决因目标距离不同而引起的多普勒频移差异问题。
Chirp Z-Transform算法
基于短时傅里叶变换（STFT）的成像算法
将雷达信号变换到频域进行处理，通过对回波信号进行加窗处理、频域滤波等操作实现目 标距离和速度的测量。
成像处理步骤
收发雷达信号、信号接收、STFT变换、图像生成等。
发展趋势。
SAR系统的多模式、多波段发展
03
多模式、多波段是提高SAR系统信息获取能力的有效途径。
感谢您的观看
THANKS
特点
合成孔径雷达原理
合成孔径雷达原理
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用计算机合成宽波束照片质量的雷达。
合成孔径雷达工作原理是通过天线阵列或天线上的高速振动装置连续发射短脉冲，然后接收被地面或目标反射回来的雷达信号。接收的信号会通过相位稳定的混频器进行频率转换后，经过有限带宽宽余滤波器滤波。滤波后的信号通过采样器进行模数转换，并送往数字信号处理单元。
接收到的一系列回波信号通过复杂的信号处理算法进行时频分析，并利用相位、幅度和频率信息进行高精度的距离测量和目标成像处理。由于合成孔径雷达所接收到的信号来自不同的角度和瞬时位置，经过处理后就能够形成一个综合的、高分辨率的二维或三维雷达图像。
合成孔径雷达工作的基本原理是以一个相对较小的发射天线，通过采集和处理多个脉冲零散的数据，综合形成一个较长的虚拟天线，从而获得较高的方位分辨率。这种虚拟天线的长度等于所有采集的零散数据的长度之和。
合成孔径雷达在成像质量方面优于传统雷达，主要因为它能够获得较高的方位分辨率。通过相位偏移校正技术，合成孔径雷达能够消除多普勒频移引起的模糊和模糊，从而获得高质量的雷达图像。此外，合成孔径雷达还具有对目标进行全天候、全地形、长距离的监测能力。
综上所述，合成孔径雷达通过计算机处理和合成多个零散数据，形成一个虚拟天线，从而获得高分辨率和高质量的雷达图像。这使得合成孔径雷达在航空、航天、地质勘探等领域具有重要应用价值。
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)
合成孔径雷达 应用场景
合成孔径雷达应用场景
介绍
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种利用雷达波束合成有效
天线尺寸从而获得高分辨率的雷达成像技术。它能够在任何天气和光照条件下进行地面监测和图像生成，具有广泛的应用场景。本文将深入探讨合成孔径雷达的应用场景。
特点及优势
合成孔径雷达具有以下特点和优势，这也是它在多个领域得到广泛应用的原因：1.高分辨率：合成孔径雷达通过合成天线的虚拟孔径大小可以获得高分辨率
的图像，能够细致地识别目标。
2.全天候性：合成孔径雷达不受天气和光照条件的限制，可以在白天、黑夜、
云层和雨雪中进行观测和成像。
3.无侵入性：合成孔径雷达通过远距离观测和成像，无需接触被监测物体，
避免了对被监测物体的干扰。
4.多参数获取：合成孔径雷达可以获取目标的多参数信息，如位置、速度、
形状、散射特性等，提供了更全面的目标识别和定位能力。
5.广域覆盖：合成孔径雷达可以通过平台或卫星的运动，实现对广域范围内
的目标进行监测和成像。
应用场景
合成孔径雷达在以下领域和应用场景中得到了广泛应用：
地质勘探
•地下矿产资源探测：合成孔径雷达具有很强的穿透力和高分辨率，可以在地下深部探测矿藏、矿体和地下结构，为矿产勘探提供重要的信息。
•地下水资源探测：合成孔径雷达可以通过测量土壤和岩石的电磁特性，快速准确地探测地下水资源分布和赋存状态，为水资源管理和地下水开发提供支
持。
环境监测
•森林和湿地监测：合成孔径雷达可以识别不同植被和湿地类型，监测森林覆盖、湿地变化和生态系统健康状况，有助于生态环境保护和资源管理。
合成孔径雷达
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，渐成为国际上的讨论热点之一，其应用领域越来越广泛。SAR数据可以全天候对讨论区域进行量测、分析以及猎取目标信息。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 等方法快速精确地猎取大范围形变信息，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
合成孔径雷达就是采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辨别率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位辨别力相当于一个大孔径天线所能供应的方位辨别力。
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耀模式等。假如雷达保持相对静止，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。
进展概况
合成孔径的概念始于50年月初期。当时，美国有些科学家想突破经典辨别力的限制，提出了一些新的设想：采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辨别力；用线阵天线概念证明运动着的小天线可获得高辨别力。50年月末，美国研制成第一批可供军事侦察用的机载高辨别力合成孔径雷达。60年月中期，随着遥感技术的进展，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年月后期，卫星载合成孔径雷达和数字成像技术取得进展。美国于1978年放射的〃海洋卫星〃A号和80年月初放射的航天飞机都试验了合成孔径雷达的效果，证明白雷达图像的优越性。
合成孔径雷达名词解释
合成孔径雷达名词解释
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用雷达技术进行高分辨率成像的技术。它通过利用雷达波束的相干性，将多次雷达波束的回波信号进行叠加处理，从而获得高分辨率的雷达图像。
以下是合成孔径雷达中一些常用的名词解释：
1. 合成孔径：指利用多次雷达波束的回波信号叠加处理，模拟出一个大孔径的雷达系统，从而获得高分辨率的雷达图像。
2. 脉冲压缩：指将雷达发射的长脉冲信号压缩成短脉冲信号，从而提高雷达的分辨率。
3. 多普勒效应：指当雷达与目标相对运动时，目标的回波信号会发生频率偏移，利用这种频率偏移可以获得目标的速度信息。
4. SAR图像：指利用合成孔径雷达技术获得的高分辨率雷达图像，可以用于地形测量、目标识别和环境监测等领域。
5. SAR干涉：指利用两个或多个合成孔径雷达获得的雷达图像进行干涉处理，可以获得地表形变、地震等信息。
6. SAR极化：指利用不同极化方式的雷达波束进行成像，可以获得目标的极化信息，用于目标识别和环境监测等领域。
7. SAR地形校正：指利用数字高程模型对SAR图像进行校正，消除地形对SAR 图像的影响，从而获得更准确的地表信息。
8. SAR遥感：指利用合成孔径雷达技术进行遥感观测，可以获得地表形态、植被覆盖、水文地质等信息，用于资源调查和环境监测等领域。
合成孔径雷达课件
接收灵敏度优化
总结词
提高雷达接收机的灵敏度，以增加雷达的探测距离和目标识别精度。
详细描述
接收灵敏度是雷达系统的重要性能指标之一，它决定了雷达能够探测到的最小目标信号强度。通过优 化接收灵敏度，可以提高雷达对远距离、微弱目标信号的接收能力，从而增加雷达的探测距离和目标 识别精度。
处理速度优化
总结词
SAR系统可以提供高精度的地图数据 ，对于城市规划、土地资源调查、环 境保护等领域具有重要意义。
遥感监测
遥感监测是利用遥感技术对地球表面进行观测和监测 的领域，SAR作为其中的一种重要技术，可以通过对地 面的反射和散射信号的接收和分析，获取地面的纹理 、结构等信息。
SAR系统可以应用于灾害监测、环境保护、农业估产等 领域，对于政府决策和科学研究具有重要意义。
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。
合成孔径雷达的显示器负责将处理后的 目标信息显示出来，供操作人员进行分 析和判断。
- 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)。
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。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双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。它在不同频段、不同极化下可得到目标的高分辨率雷达图像，为人们提供非常有用的目标信息，已经被广泛应用于军事、经济和科技等众多领域，有着广泛的应用前景和发展潜力。国内外越来越多的科技研究者已投身于这一领域的研究。
在早期研究雷达成像系统时采用的是真实孔径雷达系统(Real Aperture Radar)。真实孔径雷达成像系统及处理设备相对较为简单，但它存在一个难以解决的问题，就是其方位分辨率要受到天线尺寸的限制。所以要想用真实孔径雷达系统获得较高的分辨率，就需要较长的天线。但是所采用天线的长短往往又受制于雷达系统被载平台大小的限制，不可能为了提高分辨率无休止地增加天线长度。幸运地是，随着雷达成像理论，天线设计理论、信号处理、计算机软件和硬件体系的不断完善和发展，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)的概念被提出来。合成孔径雷达系统的成像原理简单来说就是利用目标与雷达的相对运动，通过单阵元来完成空间采样，以单阵元在不同相对空间位置上所接收到的回波时间采样序列去取代由阵列天线所获取的波前空间采样集合。只要目标被发射能量波瓣照射到或位于波束宽度之内，此目标就会被采样并被成像。利用目标－雷达相对运动形成的轨迹来构成一个合成孔径以取代庞大的阵列实孔径，从而保持优异的角分辨率。从潜在的意义上来说，其方位分辨率与波长和斜距无关，是雷达成像技术的一个飞跃，因而具有巨大的吸引力，特别是对于军事和地理遥感的应用更是如此。因此，合成孔径雷达(SAR)已经成为雷达成像技术的主流方向。
1.1 合成孔径雷达的概念
合成孔径雷达是一种高分辨率相干成像雷达。高分辨率在这里包含着两方面的含义：即高的方位向分辨率和足够高的距离向分辨率。它采用多普勒频移理论和雷达相干理论为基础的合成孔径技术来提高雷达的方位向分辨率；而距离向分辨率的提高则通过脉冲压缩技术来实现。它的具体含义我们可以通过以下四个方面来理解：
（1）从合成孔径的角度。它利用载机平台带动天线运动，在不同位置上以脉冲重复频率（PRF）发射和接收信号，并把一系列回波信号存储记录下来，然后作相干处理，就如同在所经过的一系列位置上，都有一个天线单元在同时发射和接收信号一样，这样就在平台所经过的路程上形成一个大尺寸的阵列天线，从
而获得很窄的波束。如果脉冲重复频率达到一定程度（足够高），以致相邻的天线单元间首尾相接，则可看作形成了连续孔径天线。诚然这个大孔径天线要靠信号处理的方法合成。这种解释方法给出了合成孔径的字面解释。
（2）从多普勒频率分辨的角度。如果我们考察点目标在相参脉冲串中的相位历程，求出其多普勒频移，对于在同一波束、同一距离波门内但不同方位的点目标，由于其相对于雷达的径向速度不同而具有不同的多普勒频率，因此可以用频谱分析的方法将它们区分开。这种理解又被称为多普勒波束锐化。
（3）从脉冲压缩的角度。对于机载正侧视测绘的雷达，地面上的点目标在波束扫描过的时间里，与雷达相对距离变化近似地符合二次多项式。点目标对应的横向回波为线性调频信号，该线性调频信号的调频斜率由发射信号的波长、目标与雷达的距离及载机的速度决定。对此线性调频信号进行匹配滤波，及脉冲压缩处理，就可以获得比真实天线波束窄得多的方位分辨率。因此在SAR信号处理中，经常有纵向压缩、横向压缩的说法。
（4）从光学全息照相的角度。如果将线性调频信号作为合成孔径雷达的发射信号，则一个点目标的回波在记录胶片上将呈现Fresnel衍射图，这点和点目标的光学全息图很相似。因此可以用光学全息成像的步骤，来得到原目标的图像。这种与全息照相的相似性，启发了早期的研究者采用光学处理器来实现合成孔径雷达信号处理。
以上几种说明虽然从不同的角度出发来说明合成孔径的概念，但都揭示了合成孔径雷达的本质特征，从而为深入理解合成孔径雷达的概念指明了方向。
1.2 合成孔径雷达的分类
一般情况下合成孔径雷达根据雷达载体的不同，可分为星载SAR，机载SAR 和无人机载SAR等类型。。根据SAR视角不同，可以分为正侧视、斜视和前视等模式。根据SAR工作的不同方式，又可以分为条带式(Stripmap SAR)，聚束式(Spotlight SAR)，扫描式(Scan SAR)等(如图1.1所示)。它们在技术上各具特点，应用上相辅相成。
目前世界上能够使用的星载和机载SAR系统共有28个。其中处于使用状态的星载SAR系统共有5个。而处于使用状态的机载SAR系统有23个。多数系统具有多种极化方式。最大分辨力30×30cm。最大传输数据率100M字节/秒。