14、合成孔径雷达（SAR）图像形成技术解析

合成孔径雷达（SAR）图像形成技术解析

1. 合成孔径雷达概述

合成孔径雷达（SAR）是一种侧视机载雷达，与真实孔径雷达相比，其可实现的跨距分辨率要高得多。SAR 使用主动传感器（雷达）生成二维图像，与依赖环境光的传统被动传感器（相机）成像系统相比，具有全天候工作的优势。此外，通过配置不同的工作频率（如 L、S 或 C 波段），可以根据不同的穿透深度分析地面的不同层。由于 SAR 的分辨率取决于信号和天线配置，因此其分辨率通常比基于视觉的成像系统更高。

1.1 SAR 成像关键术语

在处理 SAR 数据时，经常会遇到以下关键术语：
- 跨距（方位） ：定义雷达平台飞行路径上的范围。
- 距离 ：定义与雷达平台飞行路径正交的范围。
- 快时间 ：定义每个脉冲的持续时间。
- 慢时间 ：定义跨距时间信息，通常表示沿飞行路径发射脉冲的时间点。

2. 条带式 SAR 系统建模

2.1 雷达配置

考虑一个工作在 C 波段的 SAR 雷达，载波频率为 4 GHz，信号带宽为 50 MHz，该带宽可实现 3 米的距离分辨率。以下是具体的配置步骤和代码：

% 设置物理常数：光速
c = physconst('LightSpeed');
% 设置 SAR 中心频率
fc = 4e9;
% 设置所需的距离和跨距分辨率为 3 米
rangeResolution