逆合成孔徑雷達

逆合成孔徑雷達

逆合成孔徑雷達( ISA R) 是合成孔徑雷達發展過程中的一個重要分支。逆合成孔徑雷達(ISAR)是不同於傳統雷達的一種高分辨成像雷達,能夠全天候、全天時、遠距離獲得非合作運動目標(如飛機、艦船和飛彈等)的精細圖像,具有重要的軍用和民用價值。

基本介紹

  • 中文名:逆合成孔徑雷達
  • 外文名:Inverse-Synthetic-Aperture-Radar
  • 簡稱:ISAR
  • 領域:測繪科學與技術
  • 所屬類型:高分辨成像雷達
  • 地位:具有重要的軍用和民用價值
技術介紹,相關對比,原理,

技術介紹

逆合成孔徑雷達(Inverse-Synthetic-Aperture-Radar)簡稱ISAR。逆合成孔徑雷達( ISAR) 是合成孔徑雷達發展過程中的一個重要分支。逆合成孔徑雷達能夠對遠距離目標進行高解析度成像,因而它對於遠距離目標具有極大潛力。然而,逆合成孔徑雷達的實現有著特有的困難,其中之一,是運動補償的精度很高。要實現ISAR 的成像,必須進行運動補償。在這些精度要求難於實現或實現要付出較大代價的時候,若有某些方法能降低這些要求,使雷達在較低精度條件下成像,將具有重要的實際意義。

相關對比

首先:“合成孔徑雷達[Synthetic-Aperture-Radar]”和“逆合成孔徑雷達[Inverse-Synthetic-Aperture-Radar]”,就是相對運動問題,關鍵在於後期數據處理,與雷達天線本身無關。
第二、“合成[Synthetic]”就是對“雷達波反射情況”進行數據化,然後進行後期計算,原義是“人工合成”。
第三、“孔徑”就是“雷達波反射情況”,也就是靜態情況下,一次反射回來的雷達電磁波,實際上就把“雷達信號接收天線”比喻稱為“洞、視窗、孔徑[Aperture]”
第四、“合成孔徑”,就是一次接收一個信號,每一次都類似“一個人從圓形洞口看到一個畫面”,或者“照相機從一個圓形鏡頭拍到一個畫面”,把這些不同“圓形畫面”稱為“孔徑”然後合成計算成一個大的“畫面”,這就是“合成孔徑”。
第五,之所以出現一次一個畫面,然後多次成像,就因為“運動”,也是“觀察者”和“被觀察者”之間的“相對運動”。
第六、觀察者,運動;被觀察者,相對靜止。就稱“觀察者[雷達]”為“合成孔徑雷達”。
第七、觀察者,相對靜止;被觀察者,運動。就稱“觀察者[雷達]”為“逆合成孔徑雷達”。
第八、所謂“運動”“靜止”是一次成像的單一狀態下,雷達與被觀察者之間的相對運動。
第九、逆合成孔徑雷達,頂多是原地轉動,對於某一個被觀測者,在特定觀測位置,“逆合成孔徑雷達”還是“相對靜止”。
第十、合成孔徑的原理,就是利用“電磁波”反射速度相同,反射時間受到距離的影響,就是被觀察物體的體積形狀的影響變化,這樣可以分辨物體“三維”形狀。
第十一、被觀察的物體,它們的形狀必須大到足以“讓人察覺到不同位置反射波的時間有區別”,才可以根據反射波耗費的時間,推算物體的各點距離角度,知道物體的形狀大小。但是,電磁波的速度是“光速”,一般情況下,物體反射波可以用來比較的“差值”很小,不足以比較出物體的形狀大小。
第十二、如果觀察者、被觀察者都是相對靜止,距離不變,根本就無法準確測量“小”物體的大小尺寸形狀,只能測量物體本身的距離。
第十三、如果觀察者、被觀察者之間,有一方運動、一方靜止,那么可以測量到的“反射波時間數據”每次都不一樣,而且還有“不同角度的數據”,可以重複多次,這樣兩、兩之間數據不相同,大量數據混合計算,交叉排除“誤差”,“合成孔徑雷達”就可以得到極為“精確”的物體影像資料。由於波長不同的電磁波,可以穿入物體,甚至連物體本身的化學、物質成分都可以顯示。
第十四、逆合成孔徑雷達,與上述一樣,重複一次,就是“逆合成孔徑雷達”本身原地不動,針對相對運動物體進行觀測。
第十五、合成孔徑雷達,用於衛星、航空、大洋觀測地形、地貌、地質。
第十六、逆合成孔徑雷達,用於氣象、軍事觀測運動物體,如大氣運動、雲層、飛機、飛彈等等。
補一點:
在實際運用中,合成孔徑雷達和逆合成孔徑雷達,可以通過其他種類的雷達,進行校驗,從而達到自身可以與被觀察物體作“相對運動”或“相向運動”,但是必須有速度差,換個說法就是“距離必須有變化”。

原理

分析回波信號的距離延時和都卜勒解析度,可得到目標各處的散射強度,就是目標的像。在任意垂直於雷達視線方向的平面上的點,到雷達的距離都是相等的,稱為等距離面。在任一平行於轉軸和雷達視線方向的平面上的點,其都卜勒速度都是相等的,稱這些平面為都卜勒面,通過對目標進行距離分辨和都卜勒分辨,就可得到目標散射強度隨位置分布,從而得到目標的像。正是基於這種理解,把利用距離分析和都卜勒分析進行成像的方法稱為距離—都卜勒成像。

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