双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析
第1卷第4期 雷 达 学 报 Vol.1No.4 2012年12月 Journal of Radars Dec. 2012
双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析
曾 涛*
(北京理工大学信息与电子学院 北京 100081)
摘 要：随着雷达技术的进步和新应用需求的出现，双基地合成孔径雷达(BiSAR)在世界范围内受到了越来越多科技人员的关注，成为国际雷达界的研究热点。该文以BiSAR实验为脉络，结合BiSAR系统关键技术突破，从实验系统、处理思路和拓扑几何等方面综合论述了国内外(尤其是欧洲)的研究现状和获取成果，并且详细总结和对比
了不同类型BiSAR成像处理算法，探讨了今后BiSAR系统的研究思路。 关键词：双基地合成孔径雷达(BiSAR)；BiSAR实验；BiSAR成像处理
中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号： 2095-283X(2012)04-0329-13 DOI: 10.3724/SP.J.1300.2012.20093
Bistatic SAR: State of the Art and Development Trend
Zeng Tao
(School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
Abstract: Bistatic SAR (BiSAR) systems have attracted the interests from global researchers and become a hotspot in the international radar community due to the progress of radar technology and rapidly increased applications nowadays. Based on the BiSAR experiments and breakthrough of the key technology, the paper summarized the general progresses of BiSAR systems, especially in European radar community, from different aspects such as system design, processing idea and topology etc. Different bistatic image formation algorithms have been analyzed and reviewed. Finally, the development trend is discussed in the paper. Key words: Bistatic Synthetic Aperture Radar (BiSAR); BiSAR experiment; Bistatic image formation algorithm
1 引言
双基地合成孔径雷达(Bistatic Synthetic Aperture Radar, BiSAR)系统通常是指空间中收发
天线分置于不同平台的SAR系统。与传统单基地SAR(Monostatic SAR, monoSAR)系统相比，
BiSAR系统具有不可比拟的优势，例如接收机“静
默”工作带来的隐蔽性好、安全性高、抗干扰能力
强；可以获取目标多视角散射信息，利于目标数据融合；部署灵活，配置多变，甚至可以利用导航卫星、通信卫星系统等作为外辐射源。
上世纪70年代末，美国率先开展进行了BiSAR系统的研究工作，通过理论研究和一系列机载和星
机BiSAR实验[1－4]，初步解决了诸多BiSAR系统难题，并验证了BiSAR技术的可行性。然而由于技术
问题和缺乏有效的成像算法，限制了上个世纪90年代后期的BiSAR研究。进入新世纪以来，随着机载 2012-12-05收到，2012-12-10改回；2012-12-17网络优先出版 国家自然科学基金重点项目(60890073)及重大国际合作项目(61120106004)资助课题 *通信作者： 曾涛 zengtao@bit.edu.cn 和星载SAR技术的不断进步，全球范围内掀起了BiSAR研究热潮，尤其是欧洲地区[5－12]。近10年以来，德国应用科学研究所(Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften, FGAN)和德国
宇航局(German Aerospace Center, DLR)陆续开展
了一系列机载、星载和星-地等几何配置下的BiSAR实验，得到了非常好的实验结果[5,9]。英国各大科研机构[8,13,14]，如UCL(University College London), UoB(University of Birmingham)等大学，开展了机
载、基于非雷达外辐射源等几何配置下的BiSAR实验；西班牙加泰罗尼亚理工大学[16]实现了基于干涉应用的静止接收BiSAR 实验(SABRINA: SAR Bistatic Fixed Receiver for Interferometric Applications)。此外，意大利、法国等国家的科研
机构也积极开展了BiSAR系统的科研工作[11,17,18]。与此同时，在上述BiSAR实验的推动下，BiSAR
成像算法的研究工作也逐渐深入、不断完善，如基于Smile算子[19]，LBF算子[20,21]、级数反转算子[22]
等思想的成像算法。 在国内，电子科技大学[23]、北京理工大学[24,25]、中国科学院电子学研究所[26－28]等科研院所也陆续开330 雷 达 学 报 第1卷
展了机载双基地、星地双基地等几何配置的BiSAR实验和成像算法、干涉处理等方面的研究工作。
本文从BiSAR系统的实验角度入手，深入剖析BiSAR系统的发展脉络，由简单到复杂，逐步引入
BiSAR系统发展中的各类难题和解决思路，试图从
本质上揭示BiSAR系统研究的内在逻辑性和科学动力。文章第2节讨论了世界范围内各个科研小组
所开展的各类BiSAR实验，从不同侧面论述了BiSAR系统和数据处理的特点；第3节分析了BiSAR系统成像处理算法的发展脉络与趋势；第4
节总结了全文。
2 BiSAR系统综述
2.1 机载BiSAR系统
机载BiSAR系统无疑是BiSAR研究工作的起
点。一方面，相比于星载系统，构建机载BiSAR实验系统比较简单；另一方面，机载BiSAR系统包含
了所有BiSAR系统可能面临的技术挑战，包括信号同步和数据处理等方面。因此，从机载BiSAR研究出发，逐个突破关键技术是雷达界开展BiSAR研究
工作的基本思路。 1977年，美国Xonics公司的理论和仿真研究证
实了BiSAR成像的可能性[1]。1979年初到1984年间，Goodyear公司、Xonics公司与美国国防部、空
军等单位签订研究合同，开展一系列机载BiSAR实验并获得了BiSAR图像[1]；Auterman在1984年发表的文献中首次公开提到了BiSAR实验，并公布了3幅BiSAR图像(Willow Run机场附近区域的SAR
图像)，这些实验结果完成了机载BiSAR成像的概
念验证。 德国宇航局(DLR)和法国宇航局(ONERA)于2002年开展了欧洲最早机载X波段BiSAR实验[17]，其主要目的是探讨BiSAR系统在干涉处理中的潜
力，例如降低时间去相干和大气相位的影响以提高DEM精度。实验中的发射信号带宽为100 MHz，
实验前对各类同步问题做了详细的研究和设计，完
成了BiSAR成像和干涉处理，得到初步的干涉结果(见图1)，可以看到建筑物都表现为较大高程的蓝
色，图上方的高速路表现为较低高程的绿色。 2003年10月，德国FGAN利用已有的两套X
波段雷达系统AER-II和PAMIR开展了机载BiSAR实验[5]。该实验采用连续采集的方式进行回
波记录(没有记录直达波信号)，天线波束照射同步
则通过事先精确地设计和飞行员高超的驾驶技巧来
保证。实验采用的发射带宽为300 MHz，采集了多
个双基地角条件下的场景回波信号并利用差分GPS
接收机记录了发射和接收平台的轨迹历史。图2所
示为所获得的BiSAR图像，成像算法采用BP算法，
并且完成了运动补偿处理。与目标场景光学图片(左
图)对比可见，该实验成功获取了目标场景的BiSAR
图像。虽然该实验获得了大带宽和大双基地角条件
下的BiSAR图像，但是文献中并没有提到频率同步
的相关处理方法。 2004年，英国QinetiQ公司在国防研究局的资
助下利用机载ESR雷达作为发射机，直升机载ADAS雷达作为接收机，首次完成平飞机载聚束式
的BiSAR实验[8]，并且成功将自聚焦算法应用到BiSAR成像处理中。该实验采用天线聚束照射和高
精度的铯原子钟解决了波束同步和时间同步带来的
问题，而频率同步是通过地面测试的方法保证发射
机和接收机的振荡器的频率和相位噪声满足BiSAR
系统的实验要求。该实验的成像算法采用PFA(Polar Format Algorithm)算法和RMA(Range
图1 机载BiSAR干涉实验结果 第4期 曾 涛：双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析 331
图2 FGAN开展的机载BiSAR成像结果
Migration Algorithm)算法，并且利用了简单
PGA(Phase Gradient Autofocus)自聚焦处理来提
高图像质量。在图3所示成像结果中，双基地角大约为50°，发射机和接收机的波束照射方向差别较大，图中左下角几棵大树的聚焦结果可以看到，这
些大树存在两个阴影区域，分别对应发射机和接收机，两个阴影区域相对于大树的聚焦位置的夹角大
约和双基地角相当。 在国内，电子科技大学[23]的学者率先开展了BiSAR系统理论研究工作，讨论了系统的同步处理，
提出修正RD成像算法和时变阶梯变换算法实现系统回波聚焦，并且于2007年3月组织了机载BiSAR
飞行实验，通过实测数据的成像处理，获得了国内第1幅机载BiSAR图像(图4)。
综上所述，通过上述机载BiSAR实验的研究与验证，突破了BiSAR系统的信号同步处理以及成像
图3 BiSAR系统聚束模式成像结果 处理算法等关键技术，为星载BiSAR系统的研究提
供了充分的技术储备。
目前，随着单基地机载SAR能力的进一步提
升，如多波段、多极化、高分辨、干涉等(表1)，使
得单基地机载SAR在地形测绘、目标分类与识别方
面的能力显著提升。通过引入双基地角度这一维度，
可以实现对目标区域进行双基地多波段、双基地多
极化等多维度的观测，进一步挖掘目标在双基地多
维度观测下的散射机理，为目标几何结构的解译、
目标分类与识别提供新的技术途径与方法。因此，
基于机载多功能SAR系统的双基地实验与处理方
法研究是未来机载BiSAR的主要趋势之一。
表1 欧洲常用机载雷达系统参数汇总
合成孔径雷达的发展现状与未来
４２ 上海航天 ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＳＨＡＮＧＨＡＩ ２００２年第５期
文章编号：１００６ １６３０（２００２）０５．００４２．０６
合成孔径雷达的发展现状与未来
袁孝康
（上海航天技术研究院５０９所，上海２００２４０）
摘 要：介绍了合成孔径雷达（ＳＡＲ），特别是星载合成孔径雷达的发展现状，给出了目前国外已经发射成功的
主要空间ＳＡＲ的基本情况，并对其发展方向进行了展望，对合成孔径雷达系统工作者具有较好的参考价值。 关键词：合成孔径雷达；星载合成孔径雷达；现状；未来
中图分类号：ＪＮ９５８ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ Ｐｒｅｓｅｎｔ ａｎｄ Ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ
ＹＵＡＮ Ｘｉａｏ－ｋａｎｇ
（Ｎｏ．５０９ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＳＡＳＴ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｏｆ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａｒ（ＳＡＲ），ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ＳＡＲ，ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ
ｇｅｎｅｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ＳＡＲ ｌａｕｎｃｈｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｉｎ ａｂｒｏａｄ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ＳＡＲ ｉｓ ｐｒｅｖｉｅｗｅｄ．
Ｉｔ ｉｓ ｖａｌｕｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓ ｄｅｖｏｔｉｎｇ ｔｏ ＳＡＲ ｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａｒ；Ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａｒ；Ｐｒｅｓｅｎｔ；Ｆｕｔｕｒｅ
Ｏ 引言
合成孔径雷达是一种全天候、全天时高分辨率
微波遥感成像雷达，自２０世纪５０年代发明以来，其
技术得到了飞速的发展【１－６］。以飞机为平台的机
双基地合成孔径雷达成像方法的研究的开题报告
双基地合成孔径雷达成像方法的研究的开题报告
一、研究背景及意义
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是利用信号处理技术合成大孔径天线所接收的多个小孔径雷达信号而形成的成像雷达技术。与传统的天线探测方式相比，SAR 具有更大的侦察能力和更高的分辨率，可用于地面物体的探测、形态还原、结构分析等应用领域。但是，SAR在实际应用中也存在着一些问题，如因为脉冲发射时天线孔径有限而导致成像分辨率低等问题。
合成双基地雷达（Bi-static Synthetic Aperture Radar，BiSAR）是一种新型的SAR成像技术，在传统SAR的成像算法和雷达布局基础上进行了改进，将发射和接收天线分别部署在不同的地理位置上，通过接收两个不同位置上的雷达信号，可以大幅度提高成像分辨率，进一步扩展了SAR的应用领域。
因此，对于双基地合成孔径雷达的成像方法进行研究是非常有实际意义的，对于提高SAR成像的精度和应用范围具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容
本文将会重点研究双基地合成孔径雷达的成像方法，包括以下内容：
1. 双基地雷达的工作原理及特点，包括基于时间差、频差、相位差等的测距和定位方法、双基地雷达成像系统的构成和数据采集等。
2. 常见的双基地雷达成像算法及原理，主要包括基于频域的STOLT、LEE等算法，基于时域的Range Doppler、ω-k、Wavenumber Domain等算法以及最小二乘（Least
Square）算法、二维匹配滤波（2D Match）等算法。
3. 基于所学内容，重点研究完成双基地合成孔径雷达的成像方法及其优化方法，包括SAR图像的成像过程、SAR数据处理、SAR图像质量评估等。
4. 通过实验验证所提出的方法，通过 Matlab/Simulink 进行算法仿真和实验验证，分析不同算法的优劣性，提高双基地合成孔径雷达成像精度和应用范围。
合成孔径雷达定义分类、国内发展相关产业政策以及主要厂商汇总分析
合成孔径雷达定义分类、国内发展相关产业政策以及主要厂商汇总分析
——合成孔径雷达定义
一般雷达在恶劣天气下，必须多次成像才能采集到图像，而合成孔径雷达则是一种全天候高分辨率成像雷达，它利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成较大的等效天线孔径。合成孔径雷达分非聚焦合成孔径雷达和全聚焦合成孔径雷达。合成孔径雷达全天候工作性能十分优秀，能够昼夜工作并且能够穿透尘埃、烟雾和其它一些障碍，还具备更远距离的工作能力，并且分辨率不会随着距离的增加而降低。合成孔径雷达能够在一定程度上穿透掩盖物，识别伪装和隐蔽目标。
合成孔径雷达技术应用范围十分广泛，可为地质工作者提供地形构造信息，为环境监测人员提供油汽和水文信息，为导航人员提供海洋状况分布图，为军事作战提供侦察和目标探测信息等。此外，合成孔径雷达还可用于太空探测，如探测月球、金星等行星的地质结构。先进国家军队，特别是美军已将合成孔径雷达广泛装备在军用飞机上，如U-2和SR-71侦察机、F-15战斗机、B-2轰炸机等。我国的合成孔径雷达研制工作从20世纪70年代中期开始起步，目前已进入实际应用阶段，在国土测绘，资源普查、城市规划、重点工程选址、抢险救灾等领域发挥了重要作用。
——合成孔径雷达分类
合成口径雷达从机载、星载向其他平台拓展。随着技术发展，SAR雷达平台除了机载和卫星外，又逐渐出现了弹载、地基、无人机、临近空间平台、岸基、手持式设备等多种形式平台搭载的合成孔径雷达。
——合成孔径雷达产业链结构
合成孔径雷达行业上游主要为组件生产行业，包括雷达发射机、雷达接收机、天线、信号处理器以及显示器等；中游行业为合成孔径雷达的研发、生产及销售厂商；下游为应用行业，包括军事、民用领域。
合成孔径雷达产业链
资料来源：立鼎产业研究中心
——合成孔径雷达行业发展政策环境分析
《 国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》明确提到要建设合成孔径雷达观测星座。另合成孔径雷达行业属于高端制造业中的高端装备范畴，近年来国家相继出台政策支持高端装备业的发展，主要政策如下：
雷达技术的发展现状与未来趋势
雷达技术的发展现状与未来趋势
随着科技的进步和社会的发展，雷达技术作为一种重要的无线通信技术，也在不断地发展和演进。本文将探讨雷达技术的现状以及未来的发展趋势。
首先，我们来看雷达技术的现状。目前，雷达技术广泛应用于军事、航空航天、气象、海洋、交通等各个领域。在军事上，雷达技术被用于侦察、目标识别、导弹防御等方面，为军事行动提供了强大的支持。在航空航天领域，雷达技术被用于飞机导航、目标探测等方面，确保了航班的安全。
同时，雷达技术也在各个领域不断创新和发展。例如，无人机技术的兴起，为雷达技术的发展提供了新的机遇。无人机搭载雷达设备可以用于地质勘探、环境监测等领域，取得了一定的成效。此外，雷达技术还在医学领域得到应用，通过对人体的扫描，可以提供重要的医学影像信息，为医生提供诊断依据。
未来，雷达技术依然有巨大的发展潜力。首先，随着人工智能技术的快速发展，智能雷达将成为未来的发展方向。通过将雷达与人工智能相结合，可以实现更加精准的目标识别和跟踪，提高雷达系统的自动化水平。这将使得雷达在军事、安全等领域的应用更加强大和智能化。
其次，雷达技术的微波频段将逐渐向毫米波频段发展。毫米波雷达相较于传统的微波雷达，具有更高的分辨率和抗干扰能力。这一技术的发展将为雷达在目标检测和识别方面提供更大的优势。
另外，与通信技术的融合也将推动雷达技术的发展。雷达和通信技术的结合可以实现雷达的广域网络化，提高雷达的信息传输和共享能力，拓宽雷达的应用范围。
此外，雷达技术在环境监测领域也将有更大的应用空间。随着环境问题的日益严重，雷达技术可以用于监测大气污染、气候变化等问题，提供重要的数据支持。 综上所述，雷达技术作为一种重要的无线通信技术，在不断的发展创新中展现了广阔的应用前景。未来，随着人工智能、毫米波技术以及与通信技术的结合，雷达技术将进一步提高其性能和应用范围。雷达技术的未来发展将为我们的生活带来更多的便利和安全。
ka波段合成孔径雷达
ka波段合成孔径雷达
摘要：
一、引言
二、ka 波段合成孔径雷达的定义与特点
三、ka 波段合成孔径雷达的应用领域
四、我国在 ka 波段合成孔径雷达领域的发展状况
五、ka 波段合成孔径雷达的未来发展趋势
正文：
一、引言
随着科技的进步，合成孔径雷达（SAR）技术在遥感领域得到了广泛应用。其中，ka 波段合成孔径雷达凭借其独特的优势，逐渐成为研究热点。本文将详细介绍 ka 波段合成孔径雷达的相关知识。
二、ka 波段合成孔径雷达的定义与特点
ka 波段合成孔径雷达是一种利用合成孔径雷达技术，在 K 波段（26.5-40 GHz）工作的雷达系统。相较于其他波段，ka 波段合成孔径雷达具有以下特点：
1.高分辨率：ka 波段具有较短的波长，能够实现更高的空间分辨率。
2.穿透能力强：ka 波段具有较强的穿透能力，能够穿透云层和部分植被，实现全天候观测。
3.数据传输速率高：ka 波段具有较高的频段，可以实现较高的数据传输速率。 三、ka 波段合成孔径雷达的应用领域
ka 波段合成孔径雷达广泛应用于遥感领域，主要包括：
1.地质勘探：ka 波段合成孔径雷达可穿透地表植被，实现地下的探测。
2.环境监测：ka 波段合成孔径雷达可实现对云层、雾霾等恶劣天气条件下的监测。
3.军事侦察：ka 波段合成孔径雷达具有较高的分辨率，可用于目标识别和跟踪。
4.农业估产：ka 波段合成孔径雷达可用于监测作物长势，为农业估产提供数据支持。
四、我国在 ka 波段合成孔径雷达领域的发展状况
近年来，我国在 ka 波段合成孔径雷达领域取得了显著成果，已成功研制出多种型号的 ka 波段合成孔径雷达卫星。此外，我国还积极开展 ka 波段合成孔径雷达技术的研究，包括提高分辨率、增强穿透能力等方面。
五、ka 波段合成孔径雷达的未来发展趋势
未来，ka 波段合成孔径雷达将朝着以下方向发展：
合成孔径雷达(SAR)在民用领域的新发展教学文案
精品文档
精品文档 合成孔径雷达（SAR）在民用领域的新发展
摘要： 合成孔径雷达（SAR）技术近年来发展迅速，呈现出小型化、轻质化、一体化、高分辨等多方向特点，在军用领域之外，以地基、机载和星载等为平台的民用领域的研究取得了多项新进展。
关键词：合成孔径雷达 测雪SAR 地基SAR
中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）10-0086-01
1 SAR技术发展动态
随着雷达技术发展的日新月异，合成孔径雷达（SAR）技术近年来快速发展，正朝着设备小型化、轻质化、高分辨率、双多基地等方向发展，与此同时，共形阵、一体化等新型结构开始出现，一系列相关新研究和应用正在展开。
德国弗劳恩霍夫高频物理和雷达技术研究所正在开发一种共形天线雷达（ERAKO）验证系统，高频和大带宽雷达成像技术验证也取得一定进展。目前已经开发出可以装载于小型无人机（UAV）的小型化SAR系统。一些先进的成像技术已被验证，如双基地SAR（甚至采用前望结构），基于多路输入多路输出（MIMO）概念的空时分集的一些新概念正在兴起（MIMO-SAR）。相控阵多功能成像雷达系统正在被各大研究机构开发用于具有高度灵活性的高分辨远距离精品文档
精品文档 监视，验证多模式工作，进行高分辨（达10cm）SAR成像和探测杂波环境中低速移动目标（最小速度达1m/s）。
NEC公司近年开始研制一种分辨率优于1米的X-波段轻型SAR传感器。这种SAR传感器将被安装在NEC公司300千克标准卫星平台上，目标是SAR卫星的总质量不超过500千克。轻质量、高分辨率等特点通过轻型可展开的网状天线、大功率放大器和宽带信号发生器/处理器来实现。
2 SAR在民用领域的新发展
同在军用领域一样，在民用领域合成孔径雷达（SAR）技术发展迅猛，在地基、机载、星载等各大领域都有新的研究和应用。
合成孔径雷达技术分析
Ｉ ． 研发展…………………………．
合成孔径雷达技术分析
中航飞机西安飞机分公司 杨淳红
【摘要】合成孔径（ｓＡＲ）技术作为现代雷达应用中一种较先进的技术，园其能金天候、全天时地提供高分辨率的雷达图像而广泛应用于航空、航天等军事及国民经济的许
多领域。本文主要介绍了现代合成孔径雷达技术的起源、发展、应用、特点，阐述其基本工作原理，对目前常用实时数据成像处理的基本算法及处理流程进行了分析。最
后就未来研究与应用方面的发展趋势及前景做了简要论述。
【关键词】合成孔径；数据成像；实时处理
１．引言 未来战场状况瞬息万变，实时掌握正确的
情报信息是取得战争主动权的重要因素，对敌
照相侦察是进行情报收集的有效手段。然而利
用各种天然环境与人为工事、配合黑夜与恶劣
气候条件、隐蔽及掩护部队（武器）行踪可使得
传统光学影像无能为力，这也给雷达影像以发
展契机。
合成孔径雷达（Ｓｙｎｔｈｅｔｉ ｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ
Ｒａｄａｒ，简称ＳＡＲ）是一种全天候、全天时的现
代高分辨率微波成像雷达。它是二十世纪高新
科技的产物，是利用合成孔径原理、脉冲压缩
技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获
得距离向和方位向高分辨率遥感成像的雷达系
统。合成孔径雷达工作不受大气传播和气候影
响，能进行远距离探测且具有分辨力高、穿透
力强、能有效地识别伪装和穿透掩盖物，成像
清晰并且覆盖面积大。
近年来由于超大规模数字集成电路的发
展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号
处理算法的发展，使ＳＡＲ具备全天候、全天时
工作和实时处理信号的能力，能够提供高分辨
率的雷达图像而成为现代航空、航天军事情报
侦察的重要工具，同时它还广泛应用于国民经
济的许多领域。在军事方面，合成孔径雷达
主要用于战略侦察测量、地图测绘地面军事目
标，监视战场情况，发现隐蔽和伪装的目标，
查明敌方的兵力部署情况，航空遥感、卫星海
洋观测、战场监视、图像匹配制导、动目标指
合成孔径雷达成像技术及应用分析
合成孔径雷达成像技术及应用分析
摘要：合成孔径雷达是一种新体制雷达，具有全天候工作、穿透地表、高分辨率等独有特点，使其广泛应用于军民领域。本文介绍了合成孔径雷达的成像原理，剖析了其关键技术及实现方法，并结合应用现状对其未来发展趋势进行了分析。
关键词：合成孔径雷达；信号处理；发展趋势
合成孔径雷达（SAR）是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和数字信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离、方位双向高分辨率遥感成像的雷达系统，通常安装在飞机、卫星等平台上，不受光照和气象条件限制，可在能见度极低的情况下得到类似光学照相的雷达图像，具有全天时全天候工作、穿透云雾和植被、低频段穿透地表、分辨率高等优点。合成孔径的概念始于20世纪50年代初期，首次使用是在50年代后期装配在RB-47A和RB-57D 战略侦察机上。
一、合成孔径雷达的工作原理
用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线移动，在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理，一个小天线通过“运动”方式就合成一个等效“大天线”，可以得到较高的方位向分辨率。合成孔径雷达工作时按一定的重复频率收发脉冲，真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置，把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来，便形成一个等效合成孔径天线的接收信号。
合成孔径雷达工作原理示意图
地物的反射波由合成线阵天线接收，与发射载波作相干解调，并按不同距离单元记录在照片上，然后用相干光照射照片便聚焦成像。相参性是合成孔径雷达系统获得高分辨率的必要条件,发射信号、本振电压、相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号产生，接收机也需要具备很高的时间精度。
二、合成孔径雷达关键技术
（一）数字信号处理技术。影响合成孔径雷达性能的关键因素是数据处理速度，因为SAR需要存储大量雷达回波，并对一定时间间隔内的信号进行相干积累和实时解算，对数据容量、读写速度、运算方法等都提出了较高的要求，而且探测区域越大、分辨率越高，信息量就越大，对数据处理的要求也就越严格。以DSP为核心的高速数字信号处理技术，具有高速、实时特点的一种信息处理技术，内置可编程密集运算单元，能够将有效信息从各种噪声、干扰的环境中快速提取出来，具有出色的浮点处理能力，广泛用于雷达、声纳等信号处理。
双／多基地SAR发展评述
第１期 ２００８年２月 雷达科学与技术 ＩＲａｄａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．６ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００８
双／多基地ＳＡＲ发展评述
何友，蔡复青。唐小明。关键 （海军航空工程学院信息融合技术研究所，山东烟台２６４００１） 摘 要：双／多基地合成孔径雷达是将接收和发射系统分别置于不同平台上的合成孔径雷达（ｓＡＲ）系 统。该体制不但增加了ＳＡＲ系统在军事应用中的生存能力，而且还使系统具有前视成像等优势。文中分析了 双／多基地合成孔径雷达的技术优势和发展历程，并对其未来研究方向进行了阐述，提出了一些研究建议。 关键词：双／多基地合成孔径雷达 千涉ｓＡＲ；稀疏孔径；数字波束合成 中图分类号：ＴＮ９５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—２３３７（２００８）０１－０００１－０８ Ａｎ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｓｔａｔｉｃ／Ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ ＳＡＲ ＨＥ Ｙｏｕ，ＣＡＩ Ｆｕ—ｑｉｎｇ。ＴＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｍｉｎｇ，ＧＵＡＮ Ｊｉａｎ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｆｕｓｉｏｎ，Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｉｓｔａｔｉｃ／ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ ＳＡＲ ｕｓｅｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｆｌｙｉｎｇ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｌｉｋｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｍｉｌｉｔａｒｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ ｌｏｏｋｉｎｇ ＳＡＲ ｉｍａｇｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ａｎｄ ｓｐａｃｅ－ｂｏｒｎｅ ｂｉｓｔａｔｉｃ／ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ ＳＡＲｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｏｍａｉｎｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｐｒｏｐｏｓｅ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｉｓｔａｔｉｃ／ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ ＳＡＲ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ＳＡＲ；ｓｐａｒｓｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ；ｄｉｇｉｔａｌ ｂｅａｍ－ｆｏｒｍｉｎｇ
合成孔径雷达的现状与发展趋势
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—————————————————————————————————————— 合成孔径雷达的现状与发展趋势 传感技术 檸檸檸殠 檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸殠 檸檸檸殠 盖旭刚 陈晋汶 韩 俊 王惠斌 雷达的基本原理与应用情况，讨论了当前国内外合成孔径雷达研究的一些主要热点方向，并给出了部分具有代表性的合成孔径雷达系统主要参数，最后，对未来合成孔径雷达发展趋势进行了探讨性研究。 关键词用领域 合成孔径雷达 发展趋势 应 研究现状 引 合成孔径雷达（SAR）是一种高分辨率成像雷达，可以在能见度------------------------------------------------------------------------------------------------
—————————————————————————————————————— 极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。合成孔径雷达的首次使用是在20世 47A纪50年代后期，装载在RB-57D战略侦察飞机上。经和RB-过近60年的发展，合成孔径雷达技术已经比较成熟，各国都建立了自己的合成孔径雷达发展计 划，各种新型体制合成孔径雷达应运而生，在民用与军用领域发挥重要作用。11．1 基本原理工作原理 与其它大多数雷达一样，合 11-26收到，盖旭刚、本文2010-王惠斌均系空军驻京丰地区军事代表室工程师，陈晋汶、韩俊分别系空军雷达学院训练 部讲师、博士生 8檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸殠 摘 要 简要介绍了合成孔径 成孔径雷达通过发射电磁脉冲和接收目标回波之间的时间差测定距离，其分辨率与脉冲宽度或脉冲持续时间有关，脉宽越窄分辨率越高。合成孔径雷达通常装在飞机或卫星上，分为机载和星载两种。合成孔径雷达按平台的运动航迹来测距和二维成像，其两维坐标信息分别为距离信息和垂直于距离上的方位信息。方位分辨率与波束宽度------------------------------------------------------------------------------------------------