第二章-微波遥感系统教材
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华北理工《微波遥感》课程教学大纲
《微波遥感》课程教学大纲课程名称：微波遥感课程编号：812128英文名称：Microwave Remote Sensing课程属性：选修课课学时：40（包含8上机课）学分：2.5先修课程：高等数学（微积分）、遥感原理及应用、计算机绘图适用专业：海洋技术一、课程简介《遥感原理》课是一门专业方向选修课程，本教学大纲适用于海洋技术专业的本科生教学。
通过本课程的学习，使学生掌握必要的微波遥感基本理论知识、常用微波遥感数据的特征和应用、信息提取的方法。
在内容上侧重于微波遥感基本原理和方法介绍，使学生在掌握基本知识的基础上，进一步了解微波遥感技术的应用。
微波遥感是遥感科学与技术专业学生的一门专业基础课。
作为遥感技术的一个重要手段，微波遥感以其全天时全天候的优势在遥感领域占有无法替代的地位。
本课程电磁波传播及其与各种物质相互作用为出发点，主要介绍微波遥感的基本理论以及主被动遥感的各种传感器。
教学目的是使学生熟悉微波遥感的基本原理，了解微波遥感的常用手段，掌握微波遥感数据处理的常用方法。
微波遥感是理论与实践结合较强的专业基础课。
在教学过程中综合运用先修课程中所学到的有关知识和技能，结合教学环节，进行微波遥感技术人员所需的基本训练，为学生日后从事相关工作打下基础，因此是遥感科学与技术教学计划中占有重要地位。
二、课程内容及学时分配第一单元：绪论和微波遥感的物理基础（建议学时数：4学时）【学习目的和要求】1.知识掌握本单元主要介绍微波遥感技术的概念、微波遥感技术的分类以及微波遥感技术的特点。
对微波遥感技术的发展过程以及当前微波遥感技术的主要技术特点和主要发展趋势作了系统的阐述。
要求学生深刻理解微波遥感的概念，掌握微波遥感技术的基本分类和技术特点。
对微波遥感技术的发展过程和微波遥感在地理学中的重要作用有一定的了解。
在此基础上介绍微波遥感物理基础的电磁学部分。
2.能力培养本单元研究微波遥感技术的特点和发展趋势，并使学生理解微波遥感的物理基础。
微波遥感-2.2
信号处理略
Rr
c
2 cos
Ls Ra
Rs
D
R
Ls
RD
D Rs 2
合成孔径雷达得到的原 始数据还不能叫做图像, 只是一组包含强度、位 相、极化、时间延迟和 频移等信息的大矩阵,叫 做(原始)信号数据(Raw Signal Data)。从信号数 据到图像产品,要经过复 杂的步骤。
综合两个方向的分辨率,可得分辨单元面积 Rr*Ra
三、侧视合成孔径雷达 synthetic aperture radar, SAR
用一个小天线沿一直线方向不 断移动，在移动中每一个位置 发射一个信号，接收相应发射 位置的回波信号，同时存储相 位和振幅。当天线移动了一段 距离L之后，存储的信号和长度 为L的天线阵列所接收的信号非 常相似。 合成孔径雷达在不同位置接收 同一个地物的回波信号，真实 孔径雷达则在一个位置上接收 目标的回波。
海洋二号卫星1:3模型。海洋二号卫星是中国正在开发的第一颗海洋 微波遥感卫星，可以满足中国对海洋资源和动力环境探测的需要，增 加中国监控海洋的综合遥感手段。主要载荷为微波辐射计、微波散射 计和雷达高度计等
二、侧视雷达
侧视雷达在随飞行器前进过程中， 向垂直于航线方向（距离向range） 发射一个很窄的波束，这个波束在 航行方向（方位向azimuth）上很 窄，在距离方向上很宽，覆盖了地 面上很窄的条带。 波束从飞行器较近的距离（近距点） 照射到离飞行器较远的距离（远距 点）。 每个波束，由以一定时间间隔（脉 冲宽度）的具有特定波长的微波脉 冲组成。
合成孔径雷达在每一个位置都记录回波信号， 针对同一地物，目标和飞行器间距离不同、相 位不同、强度不同，此外还要产生多普勒效应， 频率也会发生变化。 处理器针对不同的相位进行相移补偿（补偿不 同位置之间的相位差异），再将每个位置接收 的信号叠加起来，就形成了最终的合成孔径雷 达信号。
Rr
c
2 cos
Ls Ra
Rs
D
R
Ls
RD
D Rs 2
合成孔径雷达得到的原 始数据还不能叫做图像, 只是一组包含强度、位 相、极化、时间延迟和 频移等信息的大矩阵,叫 做(原始)信号数据(Raw Signal Data)。从信号数 据到图像产品,要经过复 杂的步骤。
综合两个方向的分辨率,可得分辨单元面积 Rr*Ra
三、侧视合成孔径雷达 synthetic aperture radar, SAR
用一个小天线沿一直线方向不 断移动，在移动中每一个位置 发射一个信号，接收相应发射 位置的回波信号，同时存储相 位和振幅。当天线移动了一段 距离L之后，存储的信号和长度 为L的天线阵列所接收的信号非 常相似。 合成孔径雷达在不同位置接收 同一个地物的回波信号，真实 孔径雷达则在一个位置上接收 目标的回波。
海洋二号卫星1:3模型。海洋二号卫星是中国正在开发的第一颗海洋 微波遥感卫星，可以满足中国对海洋资源和动力环境探测的需要，增 加中国监控海洋的综合遥感手段。主要载荷为微波辐射计、微波散射 计和雷达高度计等
二、侧视雷达
侧视雷达在随飞行器前进过程中， 向垂直于航线方向（距离向range） 发射一个很窄的波束，这个波束在 航行方向（方位向azimuth）上很 窄，在距离方向上很宽，覆盖了地 面上很窄的条带。 波束从飞行器较近的距离（近距点） 照射到离飞行器较远的距离（远距 点）。 每个波束，由以一定时间间隔（脉 冲宽度）的具有特定波长的微波脉 冲组成。
合成孔径雷达在每一个位置都记录回波信号， 针对同一地物，目标和飞行器间距离不同、相 位不同、强度不同，此外还要产生多普勒效应， 频率也会发生变化。 处理器针对不同的相位进行相移补偿（补偿不 同位置之间的相位差异），再将每个位置接收 的信号叠加起来，就形成了最终的合成孔径雷 达信号。
《微波遥感》课件
微波遥感与其他遥感的融合技术
微波遥感与其他遥感的融合技术是指将微波遥感与其他类 型的遥感技术（如光学遥感、红外遥感等）进行有机结合 ，充分发挥各自的优势，实现更高效的遥感探测。
总结词：通过将微波遥感与其他遥感技术进行融合，可以 充分发挥各自的优势，提高遥感数据的获取和处理效率， 为各领域的实际应用提供更全面的技术支持。
军事侦察
利用微波遥感的高分辨率特性 ，获取地面目标的位置、类型 等信息，为军事决策提供重要
情报。
微波遥感的发展历程
20世纪50年代
微波遥感的初步探索阶段，主要利用雷达技术进行简单的地表探测。
20世纪70年代
随着卫星技术的发展，微波遥感开始应用于全球环境监测和资源调查 。
20世纪90年代
随着高分辨率雷达卫星的出现，微波遥感在军事侦察和城市规划等领 域得到广泛应用。
传感器类型
02
03
数据处理与传输
卫星微波遥感系统搭载的传感器 类型多样，包括辐射计、散射计 、高度计等。
卫星接收到的微波数据需要经过 预处理、校正、反演等环节，最 终传输至地面接收站。
机载微波遥感系统
飞行平台
01
机载微波遥感系统搭载的飞行平台包括固定翼飞机、直升机等
，具有灵活的飞行能力。
传感器布局
微波的吸收和反射
不同物质对微波的吸收和反射特性不同，这为遥感提 供了丰富的信息。
微波遥感的工作原理
发射信号
微波发射器向目标发射信号 。
接收信号
接收器接收到目标反射或散 射的信号。
处理信号
通过处理接收到的信号，提 取有关目标的信息，如距离 、速度、方向等。
微波遥感的主要技术
雷达遥感
01
微波遥感-2.4
Water level changes (dh/dt) measured via interferometric synthetic aperture radar from the Japanese Earth Resources Satellite (JERS-1). The spatial patterns of the images have led to new insights concerning the Amazon (A) and Congo (B) floodplains. The Amazon floodplain is highly interconnected by channels, resulting in complex flow patterns. In contrast, flow patterns in the Congo are less governed by channel connectivity and flooded areas lack well-defined boundaries.
第二章 微波遥感系统
空间微波遥感系统-星载、空载、机载
第四节 空间微波遥感系统
4.1 星载微波遥感系统 1，SEASAT-A 2，ERS-1/2 3，JERS-1/PALSAR 4，ENVISAT-1 ASAR 5，RADARSAT-1/2 6，COSMO SKY Med/TERRA SAR-X
Map of the world's oceans floor as acquired by the Seasat satellite. The mid-Atlantic ridge runs down the middle of the ocean floor separating Africa from North and South America. As shown here, a succession of great ridges runs through all of the world's ocean floors, although not always in the middle. (Courtesy of William F. Haxby, Lamont-Doherty Geophysical Observatory, Columbia University.辨 距离分辨
第二章微波遥感的基本原理
或完全抵消的现象。这种现象称为干涉。产生干涉现象的电
磁波称为相干波或相干辐射。电波天线正是利用电磁波的相
干性制成的。如果两个波是非相干的，则叠加后的合成波的
振幅是各个波的振幅的代数和，交叉区域不会出现振动强弱
交替的现象。
如果两个独同时投射到探
测器，其合成波的振幅为
f(t)+g(t)，则瞬时功率为
4
西安电子科技大学 理学院
对于灰体
在一定温度下，任何灰体材料的发射率等于它的吸收率。 也表明，一个好的辐射体也一定是一个好的吸收体，反之亦 然。
对于不透明材料
透明材料？
31
西安电子科技大学 理学院
发射率是遥感研究中地物的重要参数，它给出了辐射体在球 面空间内的发射本领，如与方向无关称为半球发射率。材料 的发射率也可能随测量方向而变，特别是表面磨光的金属或 者光滑平面，此时需要分析材料的定向发射本领。它是与辐 射表面的法线成θ角的小立体角内所测到的发射率。
28
西安电子科技大学 理学院
给定波长上的工程最大值的温度Te，比物理最大值的温度 Tm要高27.6％，相应地，对应于工程最大值的温度下的谱 辐射通量密度也要大11.6%。 四、非黑体辐射
一切能发射电磁辐射能的真实物体统称为非黑体
Me和Me(λ)分别为非黑体的总辐射通量密度(即辐出度)和 辐射通量密度(即单色辐出度)；e(λ)为一与波长、物质的性质、 温度等有关的系数，称为谱发射率或谱发射射本领。
10
西安电子科技大学 理学院
△E不同，辐射的光子频率也不同，△E为1-20eV时，可 产生波长为0.2-1.0μm的辐射， △E为为0.05-1．0eV时，可 产生波长为1-25μm的辐射， △E为0.03-0.05eV时，可产生 波长为25-300μm的辐射；能量再低也可辐射少量微波。不同 的物质，其发射、吸收和散射电磁辐射的能力是不同的，电磁 辐射的频率、极化和电磁能量随入射角变化的关系，因不同的 物质而异。这种差异，既与物质表面和其内部的几何结构有关， 又与物质本身的介电常数和温度的空间分布有关。正是基于这 种差异，才有可能达到遥感不同物体的目的。
微波遥感第二章电磁场理论_电磁波与地表作用
微波遥感 第二章：电磁场理论二： 电磁波与地物的相互作用
入射电磁波与地表面各类地物发生相互作用的过程中，
在地物表面产生镜面发射或漫反射（或称散射），并 由透射或绕射进入表层以下，在部分或全部被吸收后， 可能部分或全部再辐射出去。通常地物表面的反射， 散射，透射，吸收和发射仅仅作为表面现象处理。更 全面的分析则还应考虑表面以下介质的作用，因为即 使是金属，不光其表面产生反射，也还有电磁波的透 入，只不过其透入的深度有限，随波长而异。这样在 表面以下物质与电磁波发生相互作用的积累就构成地 物对电磁波相互作用的一个组成部分。
k不是任意常数，它与时变场的频率，媒质的电容率和 磁导率有关。
(k1 / k2 )sin1 1
镜面特性
sin2 (k1 / k2 )sin1
若波从一密集的媒质投射到一较低密集的媒质（即k1>k2）时，上 式右边可能大于1。在这种情况下，不存在透射角，称这种波被全 反射了，发生这种现象的最小透射角称为临界角，它定义为：
镜面特性
镜面特性
镜面特性
镜面特性
反射光振幅与入射光振幅的比值,其数值多以百分数表示。反 射系数的平方称为反射率。 一般的波动方程可以写为：
方程中复系数可以写成：
镜面特性
如果k1，k2分别为电磁波在两类介质中的传播矢量，由 于在界面上的切向分量连续，相位相等，于是可以得到 斯涅耳折射定律：
sinc k2 / k1
这样大于thetaC这个角度的所有波遭受全反射。
镜面特性
当theta1大于thetaC时，cos（theta2）是纯虚数。因 此将上式带入反射系数和透射系数的表达式，可以得 到反射系数为1，透射系数为0
镜面特性
特殊情况下，对于TM波，当入射角为某一角度时，入射电磁波将 全部透过两种均匀介质的界面，进入第二种介质，毫无反射，这 时的入射角称为布儒斯特角。
入射电磁波与地表面各类地物发生相互作用的过程中，
在地物表面产生镜面发射或漫反射（或称散射），并 由透射或绕射进入表层以下，在部分或全部被吸收后， 可能部分或全部再辐射出去。通常地物表面的反射， 散射，透射，吸收和发射仅仅作为表面现象处理。更 全面的分析则还应考虑表面以下介质的作用，因为即 使是金属，不光其表面产生反射，也还有电磁波的透 入，只不过其透入的深度有限，随波长而异。这样在 表面以下物质与电磁波发生相互作用的积累就构成地 物对电磁波相互作用的一个组成部分。
k不是任意常数，它与时变场的频率，媒质的电容率和 磁导率有关。
(k1 / k2 )sin1 1
镜面特性
sin2 (k1 / k2 )sin1
若波从一密集的媒质投射到一较低密集的媒质（即k1>k2）时，上 式右边可能大于1。在这种情况下，不存在透射角，称这种波被全 反射了，发生这种现象的最小透射角称为临界角，它定义为：
镜面特性
镜面特性
镜面特性
镜面特性
反射光振幅与入射光振幅的比值,其数值多以百分数表示。反 射系数的平方称为反射率。 一般的波动方程可以写为：
方程中复系数可以写成：
镜面特性
如果k1，k2分别为电磁波在两类介质中的传播矢量，由 于在界面上的切向分量连续，相位相等，于是可以得到 斯涅耳折射定律：
sinc k2 / k1
这样大于thetaC这个角度的所有波遭受全反射。
镜面特性
当theta1大于thetaC时，cos（theta2）是纯虚数。因 此将上式带入反射系数和透射系数的表达式，可以得 到反射系数为1，透射系数为0
镜面特性
特殊情况下，对于TM波，当入射角为某一角度时，入射电磁波将 全部透过两种均匀介质的界面，进入第二种介质，毫无反射，这 时的入射角称为布儒斯特角。
2.4 微波遥感基础原理
4，如果对山地成像，即便地距显示也不能保证 图像无几何形变
2012-11-21 31
侧视SAR阴影 侧视雷达成像在距离向会产生雷达阴影。起伏地形 的后坡雷达波束不能到达，没有回波信号，在图像 相应位置出现暗区 有三种情况：
1，地形后坡坡度小于雷达俯角：不会产生阴影 2，地形后坡坡度等于雷达俯角：视后坡粗糙度如何 3，地形后坡坡度大于雷达俯角：产生阴影
2 微波遥感基础原理
2012-11-21
章节内容
§ 2.1 微波遥感物理基础
§ 2.2 真实孔径雷达基本原理 § 2.3 SAR系统基本原理
§ 2.4 SAR影像的主要特性
2012-11-21
2
SAR的分辨率 ？
距离向分辨率
Rr
方位向分辨率
c
2 cos
D Rs 2
2012-11-21
Fp (1 sin ) 100%
2012-11-21 37
侧视SAR叠掩
侧视雷达为距离成像，最早返回的信号记录在近距端， 后返回的记录在远距端 在起伏地形成像，当坡度与雷达俯角之和大于90度时 （即当地入射角为负时），山顶部分的回波比来自山 脚部分的回波更早被雷达接收记录，从而使山顶影像 “叠置”在山脚影像之前
10
穿透性
rough low reflectivity 穿 透 性 （3） penetration
2012-11-21
smooth high reflectivity no penetration
11
穿透性
Balbina Reservoir from JERS-1 SAR imagery (Oct. 1993)
23
多视处理
2012-11-21 31
侧视SAR阴影 侧视雷达成像在距离向会产生雷达阴影。起伏地形 的后坡雷达波束不能到达，没有回波信号，在图像 相应位置出现暗区 有三种情况：
1，地形后坡坡度小于雷达俯角：不会产生阴影 2，地形后坡坡度等于雷达俯角：视后坡粗糙度如何 3，地形后坡坡度大于雷达俯角：产生阴影
2 微波遥感基础原理
2012-11-21
章节内容
§ 2.1 微波遥感物理基础
§ 2.2 真实孔径雷达基本原理 § 2.3 SAR系统基本原理
§ 2.4 SAR影像的主要特性
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2
SAR的分辨率 ？
距离向分辨率
Rr
方位向分辨率
c
2 cos
D Rs 2
2012-11-21
Fp (1 sin ) 100%
2012-11-21 37
侧视SAR叠掩
侧视雷达为距离成像，最早返回的信号记录在近距端， 后返回的记录在远距端 在起伏地形成像，当坡度与雷达俯角之和大于90度时 （即当地入射角为负时），山顶部分的回波比来自山 脚部分的回波更早被雷达接收记录，从而使山顶影像 “叠置”在山脚影像之前
10
穿透性
rough low reflectivity 穿 透 性 （3） penetration
2012-11-21
smooth high reflectivity no penetration
11
穿透性
Balbina Reservoir from JERS-1 SAR imagery (Oct. 1993)
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多视处理
电磁场与微波技术教学资料微波遥感
电磁场与微波技术教 学资料微波遥感
目录
• 微波遥感简介 • 电磁场与微波基础 • 微波遥感原理 • 微波遥感技术及应用 • 案例分析
01
微波波遥感是指利用微波辐射探测地表 、大气和海洋信息的技术。
特点
具有全天候、全天时的工作能力，能 够穿透云层和一定厚度的植被，获取 地表信息。
水体信息提取
总结词
微波遥感技术在水体信息提取方面具有优势，可提取水体面积、水质和流速等 信息。
详细描述
微波遥感通过分析水体的介电常数和含水量差异，能够提取水体信息。通过卫 星遥感和无人机遥感的结合，可以监测水体面积、水质和流速等参数，为水资 源管理、水环境保护和水灾预警提供重要数据支持。
THANKS
于地质灾害监测、城市规划等领域。
微波散射计遥感
总结词
微波散射计遥感是通过测量电磁波与地面目标相互作用后的散射系数，获取地面目标的物理特性和表 面粗糙度等信息。
详细描述
微波散射计遥感利用微波雷达或激光雷达等设备，向地面目标发射电磁波并接收反射回来的信号，通 过测量散射系数和表面粗糙度等信息，推断出地面目标的物理特性和表面状态等信息。该技术具有高 精度、高分辨率的优势，广泛应用于气象监测、环境监测等领域。
微波器件与系统
微波管
01
利用微波激发气体、等离子体或磁性材料等，产生高功率微波
辐射的器件。
微波集成电路
02
将多个微波元件集成在一块芯片上，实现微波信号的产生、放
大、混频和滤波等功能。
微波系统
03
由多个微波器件组成的复杂系统，如雷达、通信系统等，用于
实现特定的功能和应用。
03
微波遥感原理
微波辐射传
灾害监测与评估
目录
• 微波遥感简介 • 电磁场与微波基础 • 微波遥感原理 • 微波遥感技术及应用 • 案例分析
01
微波波遥感是指利用微波辐射探测地表 、大气和海洋信息的技术。
特点
具有全天候、全天时的工作能力，能 够穿透云层和一定厚度的植被，获取 地表信息。
水体信息提取
总结词
微波遥感技术在水体信息提取方面具有优势，可提取水体面积、水质和流速等 信息。
详细描述
微波遥感通过分析水体的介电常数和含水量差异，能够提取水体信息。通过卫 星遥感和无人机遥感的结合，可以监测水体面积、水质和流速等参数，为水资 源管理、水环境保护和水灾预警提供重要数据支持。
THANKS
于地质灾害监测、城市规划等领域。
微波散射计遥感
总结词
微波散射计遥感是通过测量电磁波与地面目标相互作用后的散射系数，获取地面目标的物理特性和表 面粗糙度等信息。
详细描述
微波散射计遥感利用微波雷达或激光雷达等设备，向地面目标发射电磁波并接收反射回来的信号，通 过测量散射系数和表面粗糙度等信息，推断出地面目标的物理特性和表面状态等信息。该技术具有高 精度、高分辨率的优势，广泛应用于气象监测、环境监测等领域。
微波器件与系统
微波管
01
利用微波激发气体、等离子体或磁性材料等，产生高功率微波
辐射的器件。
微波集成电路
02
将多个微波元件集成在一块芯片上，实现微波信号的产生、放
大、混频和滤波等功能。
微波系统
03
由多个微波器件组成的复杂系统，如雷达、通信系统等，用于
实现特定的功能和应用。
03
微波遥感原理
微波辐射传
灾害监测与评估
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第二章 微波遥感系统
遥感信息工程学院 潘斌
12
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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13
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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14
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
遥感信息工程学院 潘斌
15
2.2 成像微波传感器
方位向分辨率
第二章 微波遥感系统
e e j2kRi
j 2kRi
T = 2kRi 2kRi = 0
聚焦处理
使得不同位置的相移经过补偿能够进行叠加
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24
2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
一、雷达天线及其参数
辐射方向图 F(,) 天线辐射能量的空间分布。通常用两平面方向图 来代表天线立体方向图
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21
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
遥感信息工程学院 潘斌
22
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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23
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
目标与天线之间的（发射波）距离变化
每一位置上记录相位 2kRi
波数
k
=
2
1
e jT
多极化 多频段
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2
2.1 非成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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3
2.1 非成像微波传感器
二、雷达高度计 与测距雷达原理相同
第二章 微波遥感系统
三、无线电地下探测器
低频率波束 对于某些地物可穿透
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4
2.2 成像微波传感器
一、侧视雷达
第二章 微波遥感系统
第二章 微波遥感系统
2.1 非成像微波传感器 2.2 成像微波传感器 2.3 天线、雷达方程和灰度方程 2.4 空间微波遥感系统
遥感信息工程学院 潘斌
1
2.1 非成像微波传感器
一、微波散射计
散射计
强度——后向散射系数 即定标后的雷达
第二章 微波遥感系统
用于测量目标的散射特性随雷达波束入射角变化的规 律，也可以用于研究极化和波长变化对目标散射特性 的影响。
二、雷达方程与灰度方程
第二章 微波遥感系统
发射机将电磁能供给天线后，天线获得的总功率为Pt
天线将电磁波发射出去时，进入自由空间的电磁波功率为 Po
一部分能量 Pl 在天线中耗散为热能
辐射效率
l
=
Po Pt
天线在某一方向(θ,φ)上的增益 G(θ,φ)
G( ,) = Sr ( ,) 天线辐射的功率密度
4
4
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33
2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
由于
Pt
= Poi
=
Po 故有
l
Sri =
Poi
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如米波波宽为10度量级 厘米波波宽为几度左右
16
2.2 成像微波传感器
二、合成孔径侧视雷达（SAR）
第二章 微波遥感系统
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17
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
合成孔径基本思想
是用一个小天线沿一直线方向不断移动，在移动中每 个位置上发射一个信号，接收相应发射位置的回波信 号存储下来。存储时必须同时保存接收信号的振幅和 相位。
第二章 微波遥感系统
距离向分辨率 地面可以分辨的两目标最短距离
雷达发射的是短脉冲，信号之间必须相差一个脉冲 长度才能分开来。
距离分辨率 与飞机－目标之间的距离无关。 与俯角有关 与航空摄影相反
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10
2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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11
2.2 成像微波传感器
近似表示为
p xz yz
xz 为xz平面内半功率宽度
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
天线有效面积
2
2
Aeff =
p
xz yz
由波辨角 =
d
有 d=
第二章 微波遥感系统
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31
2.3 天线、雷达方程和灰度方程
1
4
p
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28
2.3 天线、雷达方程和灰度方程
辐射立体角 单位立体角
第二章 微波遥感系统
辐射源与距它r 处的球面微分dA所形成的立体角
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
方向图立体角 p = Fn ( ,)d 4
可以理解为每一个单位立体角的能量相对大小加权和
主要方向显著
如果发射和接收时 辐射方向图是一致 的，则称为互易元件
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
Sri 无耗各向同性天线辐射功率密度
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2.3 天线、雷达方程和灰度方程
无耗各向同性天线辐射的总功率为
第二章 微波遥感系统
Poi = 4 r 2Sri
实际天线辐射的总功率
由 Sr(θ,φ) 在半径为 r 的球面内积分得
Po = Sr (,)r2d = r2 Sr (,)d
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
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2.2 成像微波传感器
合成孔径雷达方位分辨率
RS
=
R Ls
Ls = R = d R
RS = d
第二章 微波遥感系统
S1
S2
Ls
Ls
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2.2 成像微波传感器
第二章 微波遥感系统
归一化辐射方向图 F(,) , 能量大小相对估计
单位为分贝
Fn ( ,) =
F ( ,) F ( ,)max
方向系数：天线在该方向上的归一化辐射方向图 与辐射方向图在4π 立体角内的平均值之比。 反映能量分布比例
D( ,) =
Fn ( ,)
= Fn ( ,)
1
4
Fn ( ,)d