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合成孔径雷达( SAR) 技术

合成孔径雷达( SAR) 技术. 中国科学院电子所 2002/12/09. SAR 技术. SAR 是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率，获得区域目标的图像。 SAR 具有广泛的应用领域，它有两种模式 机载 SAR 星载 SAR. 应用领域. 地形测绘与地质研究中的应用 农业和林业中的应用 海洋研究和监测方面的应用 军事方面的应用 减灾防灾方面的应用. 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.

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合成孔径雷达( SAR) 技术

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Presentation Transcript

  1. 合成孔径雷达(SAR)技术 中国科学院电子所 2002/12/09

  2. SAR 技术 SAR 是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率，获得区域目标的图像。 SAR 具有广泛的应用领域，它有两种模式 机载SAR 星载SAR

  3. 应用领域 • 地形测绘与地质研究中的应用 • 农业和林业中的应用 • 海洋研究和监测方面的应用 • 军事方面的应用 • 减灾防灾方面的应用

  4. 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

  5. SAR的特点 II • 方位分辨率: • 实例: • 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

  6. 合成孔径原理 • 8km 的孔径长度由小天线实现 • 原理

  7. SAR合成孔径原理

  8. SAR 基本概念 • 最大聚焦合成孔径长度: • 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: • 分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波长无关

  9. 星载SAR

  10. 机载SAR

  11. SAR成像模式 • Stripmap, Spotlight, Scan, ISAR (not pictured)

  12. 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一区域成像

  13. 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

  14. 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 • 点目标提取: 聚焦 • 数据距离校正 • 处理算法: 匹配滤波

  15. 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

  16. 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

  17. 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 • 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

  18. SAR信号处理 • 距离采样 • 满足采样定律 • 方位采样(PRF) • 必须满足: • Rfar = 远距点, Rnear =近距点

  19. 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

  20. SAR图像例 • 美国加州洛杉矶的卫星雷达图像

  21. 南极卫星图像

  22. 参考文献 • Tony Freeman, Jet Propulsion Laboratory. What Is Imaging Radar. • Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. Springer-Verlag, New York, 1988. • 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. • The Alaska SAR Facility. http://www.asf.alaska.edu/

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