合成孔径雷达SAR技术
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Stripmap, Spotlight, Scan, ISAR (not pictured)
SAR成像模式
Stripmap(条带式):
最早的成像模式，1950’s 低分辨率成像的最有效方法
Spotlight(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同
合成孔径原理
8km 的孔径长度由小天线实现 原理
SAR合成孔径原理
SAR 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
SAR
聚焦分辨率:
sa r
R
D
2Lm ax 2
分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波 长无关
星载SAR
机载SAR
SAR成像模式
合成孔径雷达SAR技术
SAR的特点 I
为什么使用雷达成像技术
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
SAR的特点 II
方位分辨率:
实例:
R
D
23.5cm R85k0m 25m D8km
星载SAR距离850km，工作频率 1.276GHz，像素分辨率25m 需要 8km 合成孔径
SAR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.
Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. SpringerVerlag, New York, 1988.
点目标提取: 聚焦 数据距离校正 处理算法: 匹配滤波பைடு நூலகம்
SAR信号处理
匹配滤波
计算速度 频域相乘方法 时域卷积方法
SAR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
SAR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
一区域成像
SAR成像模式
Scan(扫描模式):
信号处理非常复杂
ISAR(逆SAR)
雷达静止, 目标运动
SAR信号处理
Example: Received raw stripmap data from point targets
图像分辨率不高 聚焦处理 距离关系
R(xxi,R i)R i2(xxi)2
The Alaska SAR Facility. http://www.asf.alaska.edu/
脉冲重复周期(PRI)或频率(PRF) 采样定理的限制 脉冲重复频率增加，方位分辨率提高
SAR信号处理
距离采样
满足采样定律
方位采样(PRF)
必须满足:
PRI2 c(Rf a r Rnea ) rTp
Rfar = 远距点, Rnear =近距点
SAR使用的波段
VHF/UHF 125 to 950 MHz C band 5.3 GHz X band 7.5 to 10.2 GHz Ku band 14 to 16 GHz Ka band 32.6 to 37.0 GHz
Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999.
Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Aperture Radar Signal Processing Algorithms. Artech House, Boston, 1995.
SAR成像模式
Stripmap(条带式):
最早的成像模式，1950’s 低分辨率成像的最有效方法
Spotlight(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同
合成孔径原理
8km 的孔径长度由小天线实现 原理
SAR合成孔径原理
SAR 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
SAR
聚焦分辨率:
sa r
R
D
2Lm ax 2
分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波 长无关
星载SAR
机载SAR
SAR成像模式
合成孔径雷达SAR技术
SAR的特点 I
为什么使用雷达成像技术
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
SAR的特点 II
方位分辨率:
实例:
R
D
23.5cm R85k0m 25m D8km
星载SAR距离850km，工作频率 1.276GHz，像素分辨率25m 需要 8km 合成孔径
SAR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.
Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. SpringerVerlag, New York, 1988.
点目标提取: 聚焦 数据距离校正 处理算法: 匹配滤波பைடு நூலகம்
SAR信号处理
匹配滤波
计算速度 频域相乘方法 时域卷积方法
SAR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
SAR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
一区域成像
SAR成像模式
Scan(扫描模式):
信号处理非常复杂
ISAR(逆SAR)
雷达静止, 目标运动
SAR信号处理
Example: Received raw stripmap data from point targets
图像分辨率不高 聚焦处理 距离关系
R(xxi,R i)R i2(xxi)2
The Alaska SAR Facility. http://www.asf.alaska.edu/
脉冲重复周期(PRI)或频率(PRF) 采样定理的限制 脉冲重复频率增加，方位分辨率提高
SAR信号处理
距离采样
满足采样定律
方位采样(PRF)
必须满足:
PRI2 c(Rf a r Rnea ) rTp
Rfar = 远距点, Rnear =近距点
SAR使用的波段
VHF/UHF 125 to 950 MHz C band 5.3 GHz X band 7.5 to 10.2 GHz Ku band 14 to 16 GHz Ka band 32.6 to 37.0 GHz
Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999.
Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Aperture Radar Signal Processing Algorithms. Artech House, Boston, 1995.