合成孔径雷达的优缺点(雷达家族中什么叫逆合成孔径雷达?)

逆合成孔径雷达,可以看作是把合成孔径雷达,反过来:合成孔径雷达,装在一个运动的平台上,探测固定目标;逆合成孔径雷达,是用一部固定雷达,探测一个运动目标。两者都是通过对雷达回波频率的精细处理,把角度分辨率提高几十倍甚至几百倍。

合成孔径雷达、逆合成孔径雷达具备高分辨率的原理,在电子理论上有多种解释方法,下面是其中一种。

普通雷达的角分辨率,可以看作是雷达波束的宽度。比如在下图中,三个目标都在一个波束范围内(距离相同,或差别不超过雷达的距离分辨率),雷达天线发射一个雷达波过去,三个目标反射的电波,基本上同时返回天线、接收机。因此在雷达眼里,那里有“一个目标”。但如果存在横向移动,这三个雷达回波就会有细资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源微差别。合成孔径雷达、逆合成孔径雷达,正是利用这一特性来工作的。

先说合成孔径雷达。上图中,左边的雷达在向上移动,右边三个目标不动。这时右边返回的三个雷达回波,中间那个的频率和发射波一样。而上面的回波,因为目标和雷达间的距离在缩短,因此回波频率会升高,也就是有多普勒频移。这个变化当然很小,但如今的技术条件已经能检测出来,只需要积累足够数量的雷达回波。下面的回波,因为目标正远离雷达,频率降低。

区分出多普勒频移是高是低还是零,而且高多少低多少,就能分辨出目标具体在哪个位置。上图中能把多普勒频移的变化区分出5档,就能在原来一个波束宽度内,区分出11个目标,相当于角分辨率提高了10倍。当然,这个分析过程资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源不是靠一个回波实现的,雷达需要一边飞行一边探测,连续接收多个甚至几百个回波,然后通过一套复杂的三角函数关系,把这些回波信号综合到一起,才能得出结果。

反过来的逆合成孔径雷达,雷达是固定的,目标在飞行,比如这架飞机。头尾各处虽然都在一个雷达波束范围内,但它们相对于雷达的角度不同,反射的回波信号也有不同的多普勒频移。于是在接收足够多回波,完成频率分析后,雷达可以看出这架飞机的长度、大致外形。这就是逆合成孔径雷达。

当然,合成孔径雷达为了获得高分辨率,也得有些牺牲。比如机载雷达要尽量以稳定速度和固定方向飞行,否则频率分析的难度会加大;要飞一定的时间,积累足够数量、强度的回波信号。逆合成孔径雷达,则要假设资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源目标在一个探测周期内是匀速直线飞行。而且这种雷达的数据更新率不如其它雷达。因此现在逆合成孔径雷达适合探测和识别卫星、轰炸机等机动少的飞行目标,不适合火控等任务。

熊伟:2001年开始担任《兵器知识》杂志副主编至今,2003年获得副编审技术职称。至今已在《兵器知识》《我们爱科学》等期刊上发表科普文章200多篇;参与央视七套《军事科技》栏目的策划,撰写了《未来战场》《枪械大师》系列片的脚本文案,央视国防军事频道的《现代都市作战的步兵装备》等脚本文案;主编过中国科普文选(第二辑)《利甲狂飙》一书,参与编著了《绘军事》系列漫画军事图书,组织和执行了“中国古代发明创造国家名录”项目军事技术组的工作。

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作者:熊伟

策划:金赫

监制:光明网科普事业部

来源: 科普中国-军事科技前沿

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