合成孔径雷达基本原理-参考

h x , r h x ( x ) hr ( r )
1 ˆ x, r ( x, r ) hx ( r ) hr ( r ) hx ( x ) hr1 ( r )
当点目标响应信号在距离向和方位向不可分时，则可 以先进行一定的转换，使之在距离向和方位向可分， 然后通过两个一维反卷积运算来完成成像处理运算。
方位向分辨率优于距离向分辨率
玛尼
目标
如何使发射脉冲持续足够长的时间以维持信号的功率水 平，同时还能不降低距离分辨率呢？现代雷达和通讯系 统（包括SAR系统）普遍采用脉冲压缩技术解决这一问题： 发射脉冲不是简单脉冲，而是幅度或相位按波形调制， 而是幅度或相位按波形调制，在接收端经过压缩处理使 得接收脉冲仿佛是由短脉冲发生的。这样在时间上即使 是重叠的脉冲也能经压缩处理而区分开。
ˆ x, r s( x, r ) h 1 ( x, r ) ( x, r ) h( x, r ) h 1 ( x, r )
方位向
x r L xR / RD; xu R / 2; xs R / 2Ls;
普通常规 非聚焦模式 聚焦模式
合成孔径雷达简介
合成孔径雷达是通过对回波信号的处理来获得图 像的高分辨率的。从信号处理的角度出发，合成孔径 雷达对目标的观测过程等效为一个二维卷积过程：
s( x, r ) x, r h( x, r )
雷达回波信号
目标的散 射系数
点目标的响应信号
从另一个角度思考，合成孔径雷达的成像处理过程可以 等效为一个重建地面目标散射系数的二维反卷积过程
n' N , , N
合成 2Nd=X
合成孔径雷达成像处理过程
合成孔径雷达是通过对回波信号的处理来获得图 像的高分辨率的。从信号处理的角度出发，合成孔径 雷达对目标的观测过程等效为一个二维卷积过程：
s( x, r ) x, r h( x, r )
目标的散 射系数
雷达回波信号
原始信号
距离压缩
距离向参考函数
Correction of rangecell-migration
方位向参考函数
复图像
Processing of an ideal point target response (no range cell migra方 位 向 实部 虚部 强度 相位
fmax fmin
一般脉冲雷达，发射脉冲信号是对载频波进行方波调 制，载频是固定的。线性调频信号是载频随时间线性 变化，线性增加或线性减小。
方位向
x r L xR / RD; xu R / 2; xs R / 2Ls;
普通常规 非聚焦模式 聚焦模式
x r L xR / RD ; xu R / 2 ; xs R / 2Ls;
X
r
L
R r 2 n d
2
2 n d r 2r
2R 2r 2 2 f ( n d ) exp j exp j j n d c c r
方位相关量为
2 2 f n d exp j ( n d ) r
合成孔径雷达是一种脉冲方式工作的雷达系统， 其信号在沿距离向和沿方位向的变化程度是不同的， 沿距离向是快变化，沿方位向慢变化。这些特点为简 化合成孔径雷达的成像处理过程提供了依据。
1、斜距向
c r 2f
(脉冲宽度):是指脉冲 90%幅度点之间的时间 宽度（单位为秒）
改善距离向分辨率——脉冲压缩技术 为了既能提高信号噪声比又不至于对 发射信号要求过大的峰值功率。常常采 用脉冲压缩技术。利用线性调频信号作 为发射信号，再进行距离向压缩处理
合成孔径雷达横向距离分辨力与距离无关！ 合成孔径雷达有效半功率点波瓣宽度近似相同 长度的实际阵列的一半！Ls为合成孔径有效长 度，目标在波瓣内飞过的距离
xs R / 2Ls; Ls R / Dx xs Dx / 2
Structure of a SAR-processor
距离——多普勒成像处理方法是合成孔径雷达成像处理中最常用 的方法之一。 Range-Doppler成像方法的基本思想就是将合成孔径雷达的二维 成像处理运算转换为两个一维的处理运算，从而简化成像处理过 程。当雷达信号在距离向和方位向不存在耦合时，可以直接分别 在距离向和方位向的处理运算。当距离迁移导致雷达信号在距离 向和方位向存在耦合时，则要在距离向和方位向的处理之间通过 距离迁移校正来消除信号在距离向和方位向的耦合，使成像处理 通过两个一维处理来完成。
点目标的响应 信号
从另一个角度思考，合成孔径雷达的成像处理过程可以 等效为一个重建地面目标散射系数的二维反卷积过程
ˆ x, r s( x, r ) h 1 ( x, r ) ( x, r ) h( x, r ) h 1 ( x, r )
如果点目标能够在距离向和方位向可分，则