微波全息雷达简介

微波全息雷达简介

全息照相是一种立体成像术。它是以光的波动理论和感光乳胶的平方律检波特性为基础的,核心是“波前重建”(Wave—front Reconstruction)．也就是说，它不仅要在感光胶片上记录目标物反射光的振幅分布，还要同时记录其相位分布，即把反射光的所有信息全部记录下来，然后通过一定手段“重建’物体的立体图像。我们把这种既记录光波振幅信息又记录其相位信息的成像术称为全息照相(Holography)。

感光胶片和其它光接收器一样，只能记录光的振幅分布而不能记录光的相位分布。但是，利用双光束干涉原理，令物光和另一束与物光相干的光(称为参考光束)产生干涉图像就可把相位“合并”上去，从而用感光胶片能同时记录下光的振幅和相位信息。利用于涉法将自物体发出的光的振幅和相位同时完全地记录下来所得的图像，称为“全息图”(Holography)．当全息图由一束相干光照射时，它将重现宛如物体存在时—样的波防面，称为“波前重建”。

微波全息正是基于全息照相原理。由于微波固有的特点，使微波全息成象术在遥感中的应用具有很大的吸引力。

微波波长比可见光波长长45

10~10倍，所以其干涉条纹根粗，条纹间隔亦较大，易于较精确地测得振幅和相位，还有利于在全息图上进行适当修改和加工。同时，它所包含的信息量也比光全息图中少得多，利于用计算机进行实时处理。

与激光器相比，微波信号源的单色性更好，相干长度更长。因此，利用微波全息术可在最大的作用距离内获得高质量的全息图。

目前，微波波段的调制和解调技术还较光波波段成熟。而微波全息成象可不必发射参考波，只要用馈线就能直接送到检波器进行相位检波。因此，易于将全息图检测和记录下来，还可比较容易地观察到多普勒频移和其它小的信号扰动。这无疑对高分辨率图象处理系统是很有用的。

由于微波全息是利用微波制作全息图并利用微波再现，因此再现波是人眼

--，所看不见的。但是．只要特制成的微波全息团缩小到一定比例65

(10~10)再用激光照射便可看到图象，犹如用眼睛直接看到微波波段的现象一样。

问题是，直到现在尚缺乏直接记录微波全息图的较为适宜的介质，除热摄像法外，其它记录方法的灵敏度都较低。因此，今后仍需进行微波全息记录介质的研究。

微波全息雷达无论在工作方式和结构上都不同于谓之准全息技术的

合成孔径侧视雷达。它类似于二维光学全息技术，是一种下视系统，观测区域是飞行器下面的一个带状区域。微波全息雷达的视场指向飞行器下方航迹的两旁，与机裁的可见光和红外系统的视场相同，一旦将它们结合起来，就能将多光谱分析技术由可见光一直扩展到微波波段。．微波全息雷达是利用合成孔径技术获得航向分辨卒、利用线性相控阵天线获得舷向分辨率的成象雷达。它的发射天线和接收天线是分开的，其中接收天线是相控阵天线。它既可工作在连续波情况下，也可工作在双频体制下，并具有测绘距离等高线的能力。

微波全息雷达比合成孔径雷达要复杂得多。因为合成孔径雷达是利用脉冲压缩技术获得舷向分辨率的，它只要用一个天线单元和一部接收机即可。而微波全息雷达是利用相控阵天线获得舷向分辨率的。为了沿着阵列连续地记录目标回波，需要足够多的接收单元，一般至少需要100个以上的阵元。

微波全息雷达安装在飞机或卫星上。飞行器以恒速运动。一个频率稳定的相干微波源照射飞行器下面的地面。回波波前被线性相控阵天线接收。该天线阵与飞行方向垂直。每个阵元后接一个接收机和相干检波器，以确定沿阵分布的信号振幅和相位。这些振幅和相位信息通过一个多路调制器和一个光学记录器线性地映射到照相胶卷上加以记录。为了获得二维全息图，对线阵的每个信道采用合成孔径技术。每个信道的振幅和相位随时间变化的信息并排地记录在信号胶卷上，然后通过光学处理器成象。

微波全息雷达的航向分辨率与合成孔径侧视雷达的方位分辨率相同，其舷向分辨率为

2300sec sec c R

H D D λλρββ==

式中R 为斜距；H 为雷达高度；β为雷达到目标的连线与雷达到星下点的连线之夹角(即天底角)；0D 是相控阵天线的长度；λ为工作波长。

由上式可知，微波全息雷达的舷向分辨率随波长的增大和飞行器高度的增加而变坏，随阵长的增加而改善。

目前，关于微波全息雷达的资料报道很少，可能仍处于实验阶段。但实验情况证明是可以实现的。表1是美国的密西根大学和加拿大的多伦多大学研制的实验性微波全息雷达的性能。

表1 微波全息雷达的性能