SAR合成孔径雷达点目标成像原理及其MATLAB仿真程序(3)

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2.2 合成孔径雷达在军事领域的应用

(1)战略应用——24x7的全球战略侦察，海洋气象的军事动态监视；

(2)战术应用——全天候重点战区军事动态监视，反坦克雷达的监测；

(3)特别应用——强杂波中的目标识别，超低空与低空目标的跟踪以及探测，精密测量与测高，隐藏目标散射的静态和动态特性测量。

2.3 合成孔径雷达在民用领域的应用

(1)地形测绘与制图——合成孔径雷达可以测绘大量地面目标的形成与位置，研究地形变化；

(2)在海洋应用——合成孔径雷达可以用来测绘海洋图，研究海洋变迁、海洋污染、监测海藻生长等；

(3)在水资源应用——合成孔径雷达可以用来在极大范围内测定土壤温度及其分布，确定大面积降雨，研究湖泊冰覆盖、地面冰覆盖情况等，还可以用来研究污染的大型水域，确定污染区域，判定污染严重性。

3 合成孔径雷达成像的原理

3.1 成像原理

合成孔径雷达（SAR）的具体工作方式是雷达装载于飞机或卫星上，成像地面固定的目标。一般雷达成像方式是沿着一条直线匀速运动，随着雷达的移动，其波束照射到待成像的带型区域侧方，地面目标被雷达发射信号照射后包含有地面目标信息的信号会反射回去，但是这个信号通常会以一个角度较大的扇面向空中散射开来。如果雷达天线是保持不动，只有一小部分从地面目标返回的后向散射信号能够被雷达接收到。但是，如果雷达是按着预定路线快速移动的，就有可能收集到从地面目标后向散射到不同方向的后散射信号，这样雷达获得的信息量会大大增加。并且雷达是按照预定路线匀速移动的，所以航线的运动参数可以通过导航系统较为精确地获得。用这些参数可对回波数据进行处理，由此得到目标图像。

3.2 成像特性

SAR和常规雷达一样，都是利用目标反射回的电磁波对目标进行探测，能产生很高的分辨率，主要是由于线性调频信号，这种信号在压缩处理后可以得到很高的分辨力。距离向的线性调频信号产生在雷达发射脉冲之前，这与常规雷达没有不同之处，而方位向的线性调频信号则是SAR所独有的。SAR在飞过目标时，飞机和目标之间的相对速度是变化的，因此目标回波的多普勒频移也是变化的，从而产生了近似的线性调频信号，SAR使用该信号来产生高方位向的分辨率。

合成孔径雷达是一种二维高分辨雷达，它的成像机理可以用雷达分辨理论加以解释，其距离向的高分辨率由雷达发射宽频带信号进行距离向匹配滤波器获得，方位向的高分辨率由对散射点与雷达的相对运动而产生的多普勒信号进行匹配处理获得，并且在所述固定目标的SAR图像，该运动目标的方位会偏离原来的位置，沿着图像散焦移动，降低了分辨率的图像峰度也会下降。如果想获得到方位上聚焦的高分辨率动目标SAR图像，就必须对动目标重新进行聚焦成像。