现代雷达成像技术的常见分类

雷达具有全天候、全天时、远距离和宽广观测带，以及易于从固定背景中区分运动目标的能力，在第二次世界大战中发挥了重大作用，至今仍然是军用和许多民用领域的重要传感器。

雷达成像技术是上个世纪 50 年代发展起来的，它是雷达发展的一个重要里程碑。目前，机载和星载雷达成像的应用已十分广泛。

机载雷达成像示意图

下面，让我们一起了解什么是雷达成像，现代雷达成像技术有哪些。

什么是雷达成像？

早期雷达的分辨能力很低，其分辨单元通常远大于目标，因而雷达只能将观测对象（如飞机、车辆等）视为“点”目标来测定它的位置信息和运动参数。

为了获取目标更多的信息，雷达科技工作者做了许多研究工作，设法从回波中提取目标特性。随着合成孔径雷达的出现，雷达的方位向分辨能力得到了显著提升。当分辨单元远小于目标的尺寸时，就可以实现对目标和场景的成像。

某卫星成像效果图

现代雷达成像技术

合成孔径雷达 SAR

雷达成像技术中应用最广的是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称 SAR）。SAR 实现高分辨成像的原理是利用雷达平台相对于固定目标的运动形成合成孔径，等效为很长的线性阵列，从而得到波宽极窄的合成波束。

目前，SAR 可以得到亚米级的分辨率，场景图像的质量可与同类用途的光学图像相媲美。此外，SAR 还可完成场景的高程测量，并在场景中显示地面运动目标（GMTI）。

SAR 成像示意图

合成孔径雷达的应用领域非常广泛。上世纪五、六十年代， SAR 只用于飞机。人造卫星发射成功后，很快有人研究星载合成孔径雷达，并于1978 年试验成功。

现在机载、星载合成孔径雷达的应用已十分广泛。在军用方面，包括战场侦察、目标识别、对地攻击等。在民用方面，包括地形测绘、海洋观测、灾情预报、农作物评估、天体观测等，SAR 在国民经济和国防建设方面发挥了重要作用。

逆合成孔径雷达 ISAR

与 SAR 成像相反，若雷达平台固定，而目标运动，这种雷达称为逆合成孔径雷达（ISAR）。当以目标为基准时，也可将雷达视为反向运动，并在虚拟的运动中不断发射和接收信号，从而利用合成孔径技术得到飞机图像。

ISAR 成像示意图

其实，SAR 和 ISAR 两者在原理上是相同的，不存在原理上的“逆”问题，只不过是运动方向倒置。

逆合成孔径雷达在实际应用中存在的主要问题是目标（如飞机）通常是非合作的，很难要求它作规则的直线飞行，因而逆合成孔径阵列在空间形成复杂的阵列流形，这加大了成像算法的难度。

编辑：黄飞