合成孔徑雷達(dá)SAR的六種不同工作模式

SAR（Synthetic Aperture Radar），即合成孔徑雷達(dá)，是一種主動式的對地觀測系統(tǒng)，可安裝在飛機(jī)和衛(wèi)星等飛行平臺上，全天時全天候?qū)Φ貙?shí)施觀測，并具有一定的地表穿透能力。

合成孔徑雷達(dá)可以按許多不同方式進(jìn)行工作，例如多系統(tǒng)工作方式，或者單個系統(tǒng)中包含不同模式的工作方式。下面，給出了六種合成孔徑雷達(dá)常見工作模式的基本介紹。

條帶合成孔徑雷達(dá)

條帶合成孔徑雷達(dá)（Stripmap SAR）。在這種模式下，隨著雷達(dá)平臺的移動，天線的指向保持不變。此時，波束與運(yùn)動平臺相對不變，波束以平臺運(yùn)動速度照射成像區(qū)域。

條帶合成孔徑雷達(dá)的天線勻速掃過地面，得到的圖像是不間斷的。該模式對于地面的一個條帶進(jìn)行成像，條帶的長度僅取決于雷達(dá)移動的距離，方位向的分辨率由天線的長度決定。

掃描合成孔徑雷達(dá)

掃描合成孔徑雷達(dá)（ScanSAR）。這種模式與條帶模式的不同之處在于，在一個合成孔徑時間內(nèi)，天線會沿著距離向進(jìn)行多次掃描。通過控制波束速度（一般比平臺速度大），實(shí)現(xiàn)場景不同區(qū)域的快速成像。

通過這種方式，犧牲了方位向分辨率，而獲得了更寬的測繪帶寬。掃描模式能夠獲得的最佳方位分辨率等于條帶模式下的方位向分辨率與掃描條帶數(shù)的乘積。

聚束合成孔徑雷達(dá)

聚束合成孔徑雷達(dá)（Spotlight SAR）。這種模式下，平臺飛行過程中通過控制雷達(dá)波束照射成像場景同一位置，實(shí)現(xiàn)場景凝視成像。

通過擴(kuò)大感興趣區(qū)域的天線照射波束角寬，可以提高條帶模式的分辨率。這一點(diǎn)可以通過控制天線波束指向，使其隨著雷達(dá)飛過照射區(qū)而逐漸向后調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。波束指向的控制可以在短時間內(nèi)模擬出一個較寬的天線波束，但是波束指向不可能永遠(yuǎn)向后，最終還是要調(diào)回到前向，這就意味著地面覆蓋區(qū)域是不連續(xù)的，即一次只能對地面的一個有限圓域進(jìn)行成像。

逆合成孔徑雷達(dá)

逆合成孔徑雷達(dá)（Inverse SAR，簡稱 ISAR）。到目前為止，我們考慮的都是目標(biāo)靜止而雷達(dá)移動的情況，然而在目標(biāo)移動而雷達(dá)靜止的情況下，SAR 同樣可以工作。這種相反的工作模式稱為 “逆合成孔徑雷達(dá)”。ISAR 的一個例子就是用地基雷達(dá)跟蹤衛(wèi)星航跡。這個概念可以推廣到雷達(dá)和目標(biāo)都運(yùn)動的情況，例如用機(jī)載或星載合成孔徑雷達(dá)對波濤涌的海面上的艦船進(jìn)行成像。

雙基地合成孔徑雷達(dá)

雙基地合成孔徑雷達(dá)（Bistatic SAR）。在這種作模式下接收機(jī)和發(fā)射機(jī)分置于不同的位置。對于遙感 SAR 來說，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)通常很接近，可以近似成單基模式。

干涉合成孔徑雷達(dá)

干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR）。在這種工作模式下，可以通過復(fù)數(shù)圖像的后處理來提取地形高度和移位。將兩幅在同一空間位置（差分干涉 SAR）或間隔很小的兩個位置（地形高度干涉 SAR）獲得的復(fù)數(shù)圖像進(jìn)行共軛相乘，就能得到一幅具有等高度線或等位線的干涉圖。

審核編輯：湯梓紅