侧视雷达成像
SAR图像的特征
RrRs A N near
far
Rv RrRsRg
微波图像的特点
§2 侧视雷达图像的几何特点
第二节 侧视雷达图像的几何特征
2.1 斜距显示的距离压缩 2.2 侧视雷达阴影 2.3 侧视雷达透视收缩 2.4 侧视雷达叠掩
2.1 斜距显示的距离压缩 Range compression
侧视雷达叠掩规律
1，雷达叠掩也称顶底位移，是山顶部分的回波比 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”在山底之前的图像失真现象。 2，叠掩现象与局部入射角θ密切相关：
θ <0°时，叠掩 0 ° < θ <90 °时，透视收缩 90 ° <θ时，阴影
=90-( + )
地物只要其某一表平面垂直于雷达波束时，就可能产生反射，这 时反射方向正好指向雷达天线。 角反射效应，指的是全反射效应，这种效应常常会造成很强的回波 信号，这时尽管雷达波束并不与地物表面垂直。 谐振效应的目标常常是金属，或高介电常数的材料所组成的地物， 入射波的极化方向不一定与目标的长度方向平行，但只要有一个电 场分量与它平行，就会产生谐振效应，形成强的回波，在图像中形 成一系列亮点；例如人们曾在Ka波段雷达图像中观察到机场停机 坪内一系列亮点，但停机坪内当时并无飞机，后来发现是停机坪内 的小型泄洪道的谐振效应。 线导体在没有形成谐振效应的条件时，也会产生很强回波，特别在 雷达波束垂直于导线，回波信号最强。
2，点目标是指比分辨单元小得多的地物目标， 也就是在一个像素所对应的地块内比较小的独 立地物目标。 它与地块内其周围地物不是一个类型，因此它 的散射回波与周围地物的不一样，有时它的回 波信号相当强，在整个地块的回波信号中占据 了主导地位。
《雷达成像原理》课件
通过介绍雷达成像原理，我们可以深入了解雷达技术在遥感领域的应用，并 探讨其优势、局限性以及未来发展方向。
基本雷达成像类型
Omnidirectional Imaging
全向成像技术在雷达领域中的应用以及其适用场景。
Spotlight Imaging
脉冲雷达技术的应用，以及通过重点扫描获得高分辨率图像的原理。
LiDAR 利用激光进行探测
适用于晴雨雪等恶 劣天气
可获取地表和地下 信息量
光学成像 利用可见光进行探测 对天气和植被敏感 获取可见光图像
热成像
利用红外辐射进行 探测
检测热分布和能源 损失
检测热辐射和温度 变化
雷达成像优势与局限性
优势
• 适用于各种天气条件 • 可获取地下和地表信息 • 长距离探测能力
Indication
识别和处理移动目标的 技术。
范围和角度分辨率
1
Range Resolution
最小可分辨距离对雷达成像分辨率的影响。
2
Angular Resolution
波束宽度及目标角度对雷达成像分辨率的影响。
3
Trade-offs
范围和角度分辨率之间的权衡和取舍。
合成孔径雷达成像
合成孔径雷达通过精确控制平台运动并利用多次回波合成高分辨率图像。
Signal Processing
对接收到的信号进行处理以生成更清 晰的雷达图像。
雷达阵列信号处理
利用雷达阵列中多个接收器的组合和信号处理技术，实现多波束成像和精确 目标探测。
数字波束赋形和相控阵信号处理
通过数字化信号处理技术实现对波束形状和方向的精确控制，提高雷达成像质量和目标定位准确性。
雷达成像rd算法积分旁瓣比
雷达成像rd算法积分旁瓣比
雷达成像是一种利用雷达技术进行目标成像的方法，而积分旁
瓣比是评价雷达成像质量的重要指标之一。
积分旁瓣比是指成像过
程中目标信号与旁瓣（或者说杂波）信号之间的比值。
在雷达成像中，旁瓣通常是指由于雷达天线方向图、波束形状等因素引起的非
期望信号。
从技术角度来看，雷达成像中的积分旁瓣比是由雷达系统的性
能参数、成像算法以及目标场景等多个因素共同决定的。
首先，雷
达系统的天线方向图和波束形状会直接影响到旁瓣的产生，因此天
线设计和波束控制是影响积分旁瓣比的重要因素。
其次，成像算法
的设计也会对积分旁瓣比产生影响，比如在成像算法中采用的滤波、聚焦等处理方式会影响到目标信号和旁瓣信号的分离程度。
此外，
目标场景的复杂程度也会对积分旁瓣比产生影响，比如目标的反射
特性、背景干扰等因素都会影响到成像质量。
另外，从应用角度来看，积分旁瓣比的大小直接关系到雷达成
像的清晰度和目标分辨率。
较高的积分旁瓣比意味着目标信号相对
于旁瓣信号更突出，成像质量更高，目标的细节信息能够更加清晰
地呈现出来。
因此，在实际的雷达成像应用中，工程师们通常会根
据具体的成像要求和场景特点来调整雷达系统参数和优化成像算法，以获得更好的积分旁瓣比，从而获得更高质量的雷达成像结果。
总之，雷达成像中的积分旁瓣比是一个综合了技术、算法和应
用等多方面因素的重要指标，对于评价雷达成像质量和优化成像效
果具有重要意义。
雷达成像技术在目标识别中的应用
雷达成像技术在目标识别中的应用第一部分：雷达成像技术的基本原理雷达成像技术是以雷达信号为基础的目标成像技术。
雷达信号是由雷达发射器发射出去的电磁波，经过一定时间后，通过雷达接收器接收到回波信号。
雷达成像技术是通过对雷达接收到的回波信号进行处理和分析，形成目标的成像图像。
雷达成像技术的基本原理可以用以下公式来描述：R = ct/2其中，R表示目标与雷达设备的距离，c是光速，t是回波信号所需时间。
利用这个公式，可以测量目标与雷达设备之间的距离。
对于雷达成像技术，其基本原理是利用雷达设备从不同的方向对目标进行探测，通过聚合多次探测到的回波信号，形成目标的成像图像。
其中，雷达设备在探测时可以通过改变发射信号的频率，或者改变探测时的视角等方式来获取更为准确的目标成像图像。
第二部分：雷达成像技术在目标识别中的应用1. 地貌和海洋观测雷达成像技术在地貌和海洋观测中有着非常重要的应用。
在地貌观测中，雷达成像技术可以用来探测地面的高度、地形等信息，进而进行地图制作等工作。
在海洋观测中，雷达成像技术可以用来探测海面的波浪、海流等信息，对于洋流等大规模海洋现象的分析和研究有着重要的意义。
2. 空中交通管制雷达成像技术在空中交通管制中有着非常重要的应用。
在航空管制中，雷达成像技术可以用来追踪和识别飞机等飞行器，对于航班的安全和正常进行有着非常重要的作用。
3. 军事领域在军事领域，雷达成像技术可以用来进行目标识别和打击。
例如，在导弹和炸弹的打击中，可以利用雷达成像技术对目标进行识别和定位，从而实现精准制导和打击。
4. 航天领域在航天领域，雷达成像技术可以用来进行航天器的定位和跟踪，对于轨道控制和调整有着非常重要的意义。
此外，雷达成像技术还可以用来探测太空中的天体和宇宙射线等信息。
第三部分：雷达成像技术的未来发展1. 多波段雷达为了获得更为精确的目标成像信息，未来的雷达成像技术可能会发展成为多波段雷达。
多波段雷达可以同时利用多个频段的信号进行探测，从而获得更为丰富的目标信息。
雷达成像第1章
二、雷达概念
高频天波(OTH)雷达
二、雷达概念
合成孔径雷达
二、雷达概念
预警雷达
二、雷达概念
5) 90年代以来的雷达
四大威胁： 隐身，散射截面积↓ 综合电子干扰(ECM) 反辐射导弹(ARM) 低空突防
二、雷达概念
Radar – Radio Detection And Ranging
Telemobiloscope 用来防止轮船碰撞，没有测距功能。
二、雷达概念
1927年Hollmann对Telemobiloscope进行改进，制造了第一部 厘米波段的发射-接收机，它便是微波通讯系统的“鼻祖”。
Hollmann等完善了该系统，使得该系统可以探测到8km远的 轮船和30km远在500m高空飞行的飞机。后来，分别形成 舰载(Seetakt)和地基(Freya)两个系列的雷达。
电话：61830379
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基础知识:
信号与系统、数字信号处理 随机过程、信号检测与估计 电磁场与电磁波、微波与天线技术
本课程补充：
雷达原理
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要求:
1) 独立完成作业： 2) 多思考，多理论联系实际，多从物理意义的角度理解问题； 3) 要珍惜学习机会，培养科研能力。
1886年，Hertz扩展了Maxwell的电磁理论，通过实验证明了 Maxwell方程。 1889年，Hertz演示了无线电波的反射现象。
一、电磁波的性质
麦
克 斯 韦
L E dl
t
S B
dS
L H
dl
J
雷达成像积分旁瓣比公式
雷达成像积分旁瓣比公式
雷达成像积分旁瓣比是衡量雷达成像系统图像质量的重要指标之一，它描述了成像系统在成像过程中对于干扰源的抑制能力。
积分旁
瓣比越大，表示成像系统对于干扰源的抑制能力越强，图像质量越好。
雷达成像积分旁瓣比的计算公式为：
SIR = 10 * log10(I_main / I_side)
其中，SIR表示积分旁瓣比，I_main表示主瓣内的能量，I_side
表示旁瓣内的能量。
积分旁瓣比的单位通常是分贝（dB）。
拓展：
雷达成像积分旁瓣比的大小受到多种因素的影响。
其中，主要因
素包括雷达天线的辐射特性、系统噪声、散射目标的分布以及采用的
成像算法等。
为了提高雷达成像积分旁瓣比，可以采取以下措施：
1.优化雷达天线辐射特性：通过调整天线方向图、天线孔径大小、天线波束宽度等参数，减小旁瓣的能量。
2.降低系统噪声：采用低噪声放大器、有效的信噪比增益技术等，以提高系统的信噪比，从而减小旁瓣的能量。
3.优化成像算法：选择适合的成像算法，如谱分析法、波束形成
方法等，以提高图像的分辨率和对干扰源的抑制能力。
4.控制散射目标分布：通过对目标的选取、分类、滤波等处理，
减小干扰目标对成像结果的影响，进而提高积分旁瓣比。
综上所述，雷达成像积分旁瓣比是一个衡量雷达成像系统图像质
量的指标，通过优化天线辐射特性、降低系统噪声、优化成像算法以
及控制散射目标分布等手段，可以提高积分旁瓣比，从而改善雷达成
像系统的成像效果。
合成孔径雷达成像原理与图像特征
际上 , 如图 2 所示 , 对于影像平面内某一行像素 ,
不同雷达斜距 R 对应于不同的像素 。这样 , 在雷达
平台飞行的过程中 , 一定幅宽 ( swath) 的地表被连
续成像 , 幅宽 WG 可如下近似确定 :
WG≈wλcRomsη
(3)
这里 , Rm 为雷达中心到椭圆锥状辐照带中心的 斜距 , η为该中心点的雷达入射角 。
图 1 雷达成像几何 图 2 雷达斜距投影
142
可区分两个相邻目标的最小距离称为雷达影像
的空间分辨率 。显然 , 这个距离越小 , 分辨率越
高 , 如图 3 所示 , 沿雷达飞行即方位向 ( azimuth) 和雷达斜距向 ( slant range) 的分辨率分别为ΔX 和 ΔR , 将斜距分辨率ΔY 投影到水平地面时 , 则变为 斜距向地面分辨率ΔY。结合式 (2) , 方位向分辨
常糟糕 , 这也正是为什么成像雷达一定要侧视的主
要原因 。值得注意的是 , 较航空摄影测量的中心投
影方式 , 雷达斜距投影方式是非常特别的 。
公式 (4) ～ (6) 说明了雷达斜距或地面分辨
率仅与雷达波特征和雷达侧视角有关系 , 而与雷达
天线的大小无关 , 但是方位向分辨率主要由雷达天
线的 长 度 所 决 定 , 比 如 , 若 ERS - 1/ 2 卫 星 雷 达 (使用 C 波段 , λ= 5166cm) 操作在真实孔径成像模
143
前已指出 , InSAR 主要是基于相位信息的处理 来提取有用信息的 , 理解相位信息的基理就显得非 常重要 。如图 5 所示 , 雷达相位不仅与几何斜距 R (从雷达平台到地表分辨元平均反射面的距离) 有 关 , 而且地表分辨元内部诸地物对总体观测相位有 加权和的贡献 , 即分辨元内每一地物到平均反射面 的几何距离ρi引起相位延迟 , 每一地物具有不同的 物理后向散射特性从而引起相位延迟 , 具体相位分 量理论表达式见图 5 中所示 。这就说明了 SAR 图像 像素所记录的相位信息不仅包含距离信息 , 而且还 包含地面分辨元诸要素的附加相位贡献 , 而后者表 现出极大的随机性 , 因此一般被视为噪声 , 对干涉分 析带来不便。此外 , 值得注意的是相位的整周数是未 知的 。这些问题将留在后续讲座中进一步讨论 。
雷达成像技术在无人机上的应用研究
雷达成像技术在无人机上的应用研究1. 引言无人机技术的迅速发展使得它在军事、民用等多个领域都有着广泛的应用。
其中，雷达成像技术在无人机上的应用研究正逐渐引起重视。
雷达成像技术，是一种通过雷达系统来获取目标图像的高级成像技术。
它可以在不接触目标的情况下，通过雷达波产生的反射信号，对目标进行成像。
本文将介绍雷达成像技术在无人机上的应用研究。
2. 雷达成像技术的基本原理雷达成像技术是一种主动成像技术。
它工作原理是辐射一束具有相应频率的电磁波，当这束电磁波碰到目标后，一部分电磁波被反射回来传感器接收器，接收后进行处理，就可以得到目标的成像图像。
雷达成像技术与其他成像技术相比，具有无关风雨、雪等影响，成像质量不会因为光线的影响而变化，遥感信息的获取更为可靠。
因此，雷达成像技术在无人机上的应用潜力较大。
3. 雷达成像技术在无人机上的应用3.1 目标识别无人机可以将雷达信号反射回来的信息捕获并传送到计算机上。
计算机通过处理反射数据，可以生成高质量的三维雷达成像图像。
通过这种方法，我们可以实现较为准确的目标识别。
无人机搭载雷达系统可以在战斗中发挥很大的作用，例如在巡逻、监视、目标识别等方面发挥卓越的效果。
3.2 地形探测无人机具有低空飞行的优势，具有在复杂地形环境中进行覆盖式探测的能力。
因此，无人机上集成雷达成像技术，可以有效地进行地形探测。
此外，雷达成像技术也可以被用于定量测量海底地形、冰面下的水文状态以及地下水位等情况，可以有效避免潜在的安全隐患。
3.3 武器探测雷达成像技术还可以被用于无人机上的武器探测和警示系统。
在人员、车辆、船只等目标携带武器时，雷达能够探测出武器并进行实时警示。
在一些具有高危风险的区域或路径上，无人机搭载雷达的功能可以助其及早识别危险因素，减少风险。
4. 雷达成像技术的优势和展望4.1 优势雷达成像技术在无人机上的应用有五个主要的优势：（1）具有强大的性能，它可以突破其他成像方法不可触及、黑暗地带的局限，可以对目标进行精细的成像；（2）无关光线，不受天气影响；（3）穿透能力强，能够穿透云雨、树木等障碍物；（4）反射率不受目标材质影响；（5）具有远程探测能力，对人员和设备的部署可以做到远距离掌握，具有很强的情报意义。