【1】合成孔径雷达(SAR)成像概述

本系列主要介绍合成孔径雷达(SAR)成像的关键技术,帮助入门者更好的理解雷达成像原理及算法。

(1)SAR的距离向和方位向

SAR成像不同于传统的光学CCD成像,一次性形成二维图像。SAR成像的二维是分开的,分为距离向和方位向(就二维成像而言,SAR层析成像的三维性后续再讲)。因此SAR成像主要包含两个步骤:距离向聚焦与方位向聚焦。

 如上图,一般认为,距离向为雷达的视线方向,方位向为雷达的前进方向。

由于SAR成像是目标RCS回波能量的量化显示,因此SAR图像为灰度图像,有时为了方便辨认目标,也有认为添加的伪彩色图像。

(2)SAR图像的分辨率

SAR的成像分辨率表示的是能够区分两个相邻目标的能力,而不是所谓的量化后的像素间隔。

SAR图像的距离向分辨能力与探测雷达一致,本质上都是对发射信号进行匹配滤波获得的。因此距离向分辨率表示为:

\rho _{r}=c/2B_{r}

c表示光速,Br为发射的线性调频信号带宽。

SAR图像的方位分辨率是依靠多普勒带宽换来的。“合成孔径”实质上是合成的方位信号多普勒带宽。方位向的分辨率表示为:

\rho _{a}=D/2

D表示天线长度。因此方位分辨率与实际天线长度有关,而与目标的距离远近无关。关于方位向分别率的详细推导将在后续文中提到。

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