【高级雷达感知与学习】 第九章 雷达成像与 SAR / ISAR（成像与反演）

一、SAR 成像基础

1.1 SAR 基本原理

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）是一种主动式微波成像雷达，通过处理雷达回波形成高分辨率图像。与传统光学成像不同，SAR具有全天时、全天候的工作能力，不受云层、雾气和光照条件的限制，且能够穿透一定程度的植被和地表覆盖物。

SAR成像核心原理：利用平台与目标场景之间的相对运动。无人机/飞机在飞行过程中，沿其航迹（方位向）以固定间隔连续发射雷达脉冲信号并接收来自地面的后向散射回波信号。虽然单个脉冲的方位向分辨率受限于雷达天线的物理长度（实孔径分辨率），但SAR通过相干处理不同时刻（即不同方位位置）接收到的同一地面目标的回波信号，等效地合成了一个远大于物理天线尺寸的"合成孔径"。

SAR成像的关键参数：

• 距离向分辨率：主要由发射信号的带宽决定（脉冲压缩技术），与平台高度或斜距无关。
• 方位向分辨率：理论上可达物理天线长度的一半（D/2），由合成孔径的长度决定，与平台高度或斜距无关。

1.2 SAR 成像模式

根据雷达设备位置、波束扫描方式和成像目的，SAR可分为多种模式：