雷达导论PART VII.4 SAR系统设计

本文详细探讨了合成孔径雷达(SAR)系统设计的关键点,包括星载SAR的天线设计、雷达方程、等效噪声后向散射系数(NESZ)以及SAR的模糊情况。SAR天线通常为长条形,以适应空间限制。雷达方程显示SAR接收能量与传统雷达不同,与距离、波长、距离单元长度和平台速度有关。 NESZ衡量SAR灵敏度,低于-20dB的目标才可识别。SAR面临距离模糊和多普勒模糊问题,需精确调整PRF。此外,旁瓣影响图像质量,可通过增加PRF或修改PRF以降低其影响。

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今天,我们来看第七大篇——成像雷达的最后一章(注意不是本专栏的最后一章),也是全书的第35章——合成孔径雷达系统设计。本章目录如下:

35.1 SAR的雷达距离方程

  • 35.1.1等效噪声系数σ0

35.2 SAR 的模糊情况

  • 35.2.1避免距离模糊
  • 35.2.2避免多普勒模糊
  • 35.2.3栅瓣

35.3带宽和地距分辨率

35.4波束宽度和方位向分辨率

35.5减少旁瓣

35.6 SAR设计实例

35.7总结

星载SAR系统的组成如下:

SAR的信号流如下图所示

从上面两张图可以看出,SAR的系统组成与一般的相控阵雷达的构成并没有什么不同。

那么在系统设计方面,合成孔径雷达有哪些与众不同之处呢

SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)是一种利用单个平台上的雷达设备进行成像的无源遥感技术。SAR系统设计的关键指标有以下几个: 1. 分辨率:SAR系统的分辨率是指其能够分辨出两个目标的最小距离。分辨率取决于雷达波长和天线孔径大小。分辨率越高,系统能够提供更精细的图像,能够分辨出更小的目标。 2. 覆盖范围:SAR系统的覆盖范围是指其能够观测到的地表区域的大小。覆盖范围取决于雷达波束宽度和系统接收机灵敏度。较大的覆盖范围意味着系统能够一次扫描更大面积的地表,提高效率。 3. 重访周期:SAR系统的重访周期是指相同地区被系统重新观测的时间间隔。重访周期取决于雷达轨道和系统的工作模式。较短的重访周期可以提供更频繁的观测数据,有利于监测动态变化的目标。 4. 距离测量精度:SAR系统能够测量目标距离的精度。距离测量精度取决于系统的发射和接收时钟精度。较高的测量精度可以提供更准确的三维信息,对地表高程和变形的测量有重要意义。 5. 信噪比:SAR系统在接收到回波信号时的信号强度与背景噪声的比值。信噪比决定了系统的灵敏度和图像质量。较高的信噪比可以提供更清晰、细节更丰富的图像。 总之,SAR系统设计的关键指标包括分辨率、覆盖范围、重访周期、距离测量精度和信噪比。这些指标的优化可以使SAR系统在目标探测、地貌测量和环境监测等领域发挥更好的性能。
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