第二章-微波遥感系统教材

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p
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
辐射立体角 单位立体角
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辐射源与距它r 处的球面微分dA所形成的立体角
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
方向图立体角 p = Fn ( ,)d 4
可以理解为每一个单位立体角的能量相对大小加权和
主要方向显著
如果发射和接收时 辐射方向图是一致 的，则称为互易元件
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
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2.2 成像微波传感器
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2.2 成像微波传感器
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2.2 成像微波传感器
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目标与天线之间的（发射波）距离变化
每一位置上记录相位 2kRi
波数
k
=
2
1
e jT
4
4
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
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由于
Pt
= Poi
=
Po 故有
l
Sri =
Poi
4 r2
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2.2 成像微波传感器
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2.2 成像微波传感器
合成孔径雷达方位分辨率

RS
=
R Ls

Ls = R = d R
RS = dwk.baidu.com
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S1
S2
Ls
Ls
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2.2 成像微波传感器
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多极化 多频段
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2.1 非成像微波传感器
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2.1 非成像微波传感器
二、雷达高度计 与测距雷达原理相同
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三、无线电地下探测器
低频率波束 对于某些地物可穿透
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2.2 成像微波传感器
一、侧视雷达
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e e j2kRi
j 2kRi
T = 2kRi 2kRi = 0
聚焦处理
使得不同位置的相移经过补偿能够进行叠加
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
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一、雷达天线及其参数
辐射方向图 F(,) 天线辐射能量的空间分布。通常用两平面方向图 来代表天线立体方向图
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2.2 成像微波传感器
方位向分辨率
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Sri 无耗各向同性天线辐射功率密度
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
无耗各向同性天线辐射的总功率为
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Poi = 4 r 2Sri
实际天线辐射的总功率
由 Sr(θ,φ) 在半径为 r 的球面内积分得
Po = Sr (,)r2d = r2 Sr (,)d
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2.2 成像微波传感器
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2.2 成像微波传感器
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2.1 非成像微波传感器 2.2 成像微波传感器 2.3 天线、雷达方程和灰度方程 2.4 空间微波遥感系统
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2.1 非成像微波传感器
一、微波散射计
散射计
强度——后向散射系数 即定标后的雷达
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用于测量目标的散射特性随雷达波束入射角变化的规 律，也可以用于研究极化和波长变化对目标散射特性 的影响。
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距离向分辨率 地面可以分辨的两目标最短距离
雷达发射的是短脉冲，信号之间必须相差一个脉冲 长度才能分开来。
距离分辨率 与飞机－目标之间的距离无关。 与俯角有关 与航空摄影相反
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2.2 成像微波传感器
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2.2 成像微波传感器

d
R = R
R
d
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如米波波宽为10度量级 厘米波波宽为几度左右
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2.2 成像微波传感器
二、合成孔径侧视雷达（SAR）
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2.2 成像微波传感器
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合成孔径基本思想
是用一个小天线沿一直线方向不断移动，在移动中每 个位置上发射一个信号，接收相应发射位置的回波信 号存储下来。存储时必须同时保存接收信号的振幅和 相位。
二、雷达方程与灰度方程
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发射机将电磁能供给天线后，天线获得的总功率为Pt
天线将电磁波发射出去时，进入自由空间的电磁波功率为 Po
一部分能量 Pl 在天线中耗散为热能
辐射效率
l
=
Po Pt
天线在某一方向(θ,φ)上的增益 G(θ,φ)
G( ,) = Sr ( ,) 天线辐射的功率密度
归一化辐射方向图 F(,) , 能量大小相对估计
单位为分贝
Fn ( ,) =
F ( ,) F ( ,)max
方向系数：天线在该方向上的归一化辐射方向图 与辐射方向图在4π 立体角内的平均值之比。 反映能量分布比例
D( ,) =
Fn ( ,)
= Fn ( ,)
1
4

Fn ( ,)d
近似表示为
p xz yz
xz 为xz平面内半功率宽度
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
天线有效面积
2
2
Aeff =
p
xz yz
由波辨角 =
d
有 d=
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程