UAVSAR：NASA用于科技研究的新型机载SAR系统

NASA的喷气推动实验室目前正在建造可重构的极化L波段合成孔径雷达（SAR），它是专门设计用于为差分干涉测量荻取航空测绘重复航迹SAR数据的。差分干涉仪能够给出关键的变形测量，对于研究地震、火山和其他动态变化现象是很重要的。该系统采用精确的实时GPS和探测器控制飞行管理系统，能够以很高的精度按预设路径飞行。飞行控制系统的期望性能把飞行路径限制在直径为10m的通道内。按其设计，该雷达可在UAV（无人机）上工作，但最初会在NASA的“湾流Ⅲ”上进行验证。这部雷达是全极化的，距离向带宽为80GHz（2m距离分辨率），并支持16km的距离地面条带。天线沿航迹进行电控，以确保天线波束能够独立指向而不用考虑风向和风速。天线所支持的其他特征包括俯仰单脉冲和脉冲一脉冲间的操纵能力，这样可以实现一些新颖的工作模式。系统的额定工作高度为45000英尺（13800米）。该计划是作为NASA地球科学和技术办公室（ESTO）资助的设备孵化器项目（IIP）开始的。     

W波段FMCW SAR系统实现与试验

与C波段、X波段和Ka波段相比,W波段的调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)系统因具有更高的分辨率,更易实现低功耗与小型化而备受关注。W波段波长短,因此该波段的FMCW SAR更适用于短距离成像。提出一种W波段FMCW SAR系统的设计方案,根据提出的系统方案与指标,实现W波段FMCW轨道SAR系统的样机研制。该系统分辨率可达5 cm。系统样机试验在上海交通大学的多功能船模拖拽水池完成。设置不同目标进行成像试验,最终得到多组有效试验数据,并基于改进的RD算法进行数据处理,得到理想的SAR图像。经分析可知,系统实际分辨率优于5 cm。试验结果证明了W波段FMCW SAR系统的可行性与有效性。     

地表分辨率对空间目标辐射照度影响

根据辐射传递原理构建了用于计算地表对空间目标辐射照度的模型,该模型以辐射传输软件计算的地表等效辐射亮度作为输入,通过对比不同地表分辨率下空间目标接收到的地球辐射照度差异,确定了在模拟仿真过程中最适合用于仿真的地表分辨率。然后,利用辐射传输软件统计分析了不同大气模式、季节、地表温度和地表类型的环境下,地表辐射亮度及其差距。利用该数据并结合模型进行了辐照度仿真计算。结果表明,当空间目标处在地表环境差异较大的地区,地表分辨率对目标接收到的辐射照度计算结果有影响,根据目标与地表的距离选择相应的地表分辨率进行仿真计算能够在保证精度的前提下减少模型计算量。     

用于SAR、GMTI和海上监视的X波段宽带试验机载雷达

加拿大渥太华的防务研究和发展部门已完成了一种新型多模X波段宽带试验机载雷达（XWEAR）第一阶段的研制工作，这是对合成孔径雷达（SAR）成像、逆合成孔径雷达（ISAR）、地面动目标显示（GMTI）雷达和海上监视雷达的支持研究，特别集中在对小型目标的探测和远距离的面上目标监视。特别关注的领域有：静止和运动目标的SAR成像技术、海上和陆地动目标的时间一频率分析、用于GMTI的空时自适应处理、对海面电磁后向散射特性的研究、自动目标识别和特征提取的特征产生、以及宽带系统对付电子干扰的抗干扰性分析。第一阶段是以SAR和海上监视模式的飞行试验结束的。第二阶段将进行大范围监视GMTI（WASGMTI）和综合SAR-GMTI模式的飞行试验。简述了试验雷达并介绍了它的数据采集能力。区别特征包括X波段的运行、SAR和海上监视的单通道运行以及WAS-GMTI和综合SAR-GMTI的双通道运行。该新型雷达将现有的数字扫描转换器的用途扩大为控制器，已有的商用元件有：发射机、A／D转换器和计算机电路板。定时电路、波形产生器、单通道和双通道的接收机可以按用户需要定制。     

基于高分三号卫星的星载无人机双基前视SAR系统设计

高分三号卫星是我国首颗全极化C波段高分辨率SAR成像卫星。文章提出一种以高分三号卫星为辐射源的无人机双基前视SAR系统。对典型双基构型参数下的成像分辨率、分辨率夹角、图像信噪比等指标进行理论分析。所设计的星载 无人机载前视SAR系统，成像场景中心地距分辨率为0.8m，多普勒分辨率为2m，分辨率夹角约为85°，SNR约为52dB，并通过计算机仿真实验，验证了理论分析的正确性和有效性。文章所提出的系统设计方法为星载 无人机载前视SAR高分辨率目标侦察、飞机着陆指引等应用提供解决方案。     

Ka波段机载双模式干涉SAR系统设计及测量精度分析

为解决传统干涉合成孔径雷达(SAR)系统只能顺轨干涉或交轨干涉,无法兼顾高精度高程测量和速度测量的问题,开展了Ka波段机载双模式干涉SAR系统设计与干涉测量精度分析。基于Ka波段电磁波波长短、干涉相位敏感度好的特点,利用较短的干涉基线在同一干涉SAR系统中实现高精度干涉测高与测速,并介绍了所设计的Ka波段机载双模式干涉SAR验证系统。仿真结果表明:该系统具备高效率、高精度干涉测量能力,可获得亚米级的绝对测高精度和0.1 m/s的测速精度。     

采用多极化多频天线阵列SAR对簇叶环境下的动目标成像

由于簇叶环境下信杂比较低，因此很难对动目标进行探测成像。本文针对簇叶环境下的动目标成像提出了多频多孔径极化SAR(MFMA POLSAR)系统。MFMA POLSAR将多频天线阵列SAR(MF-SAR)系统扩展为多极化系统。MFMA POLSAR采用全极化达到环境要求的极化效果，使得不同孔径获得的图像相干性最好，可用于获取高精度的相位估测。MFMA POLSAR不仅能对快、慢的动目标进行精确定位，而且还能显示簇叶环境下的动目标。     

基于车载微波辐射计的地面观测试验方法

微波遥感具有全天时全天候的优点,并对云雾、雨雪和植被等有一定的穿透能力。地基微波辐射计以机动灵活的方式接收地表在微波波段的电磁辐射特性,被广泛用于土壤水分、冻融过程等微波遥感定量试验中。以车载多通道双极化微波辐射计(RPG-6CH-DP)为例,针对不同植被覆盖地表,在内蒙古多伦地区开展了为期3个月的野外观测试验,获得了L(1.4GHz)、C(6.925GHz)、X(10.65GHz)三个频率下的极化亮温观测数据。结果发现,L波段对植被的穿透能力最强,对土壤水分变化最敏感。微波辐射计观测地物的方位角、入射角均对观测亮温有直接影响。这为解译地物微波辐射传输过程及其相互作用机理、各种理论模型的发展和验证、地表参数反演算法的改进,以及相关地球观测卫星计划的载荷方案论证奠定了基础。     

Y—1B数字化遥测系统通过部级设计鉴定

1986年9月,由航天部科研生产司主持在上海召开了上海新光电讯厂研制的Y—1B数字化遥测系统设计鉴定会。该系统包括P,VHF两个波段的系列化、标准化、模块化遥测头和全功能的以P波段为主兼容VHF频段的遥测地     

森林覆盖下人造目标PolInSAR图象的参数反演模型

极化干涉合成孔径雷达（PolInSAR）不仅可以用于地表参数反演，而且可以用于对森林覆盖下人造H标的参数估计。寻找适当的反演模型，对于有效实现人造目标探测具有重要意义。以L波段PolInSAR图象的应用为背景，针对带有隐藏人造目标的森林区域，推导了一个多层随机体散射模型。该模型在反映森林区域特性的同时，建立了雷达观测数据与目标物理参数之间的联系。文中利用简化的三层PolInSAR模型对带有人造目标的森林区域进行了仿真，然后利用仿真的PolInSAR数据对文中提出的模型进行了验证。参数反演结果表明所提出模型是能够用于正确地提取森林及人造目标的真实参数。     

特征选择的全极化SAR影像面向对象土地覆盖分类

全极化SAR数据信息丰富,仅利用单一的极化特征和基于像元的分类很难得到较好的分类效果。因此,提出了全极化数据特征优选结合面向对象方法进行土地覆盖分类。以云南西双版纳州勐腊县和普洱市思茅区的Terra SAR-X的X波段全极化雷达数据为信息源,首先对全极化SAR数据进行预处理,提取研究区Pauli RGB图像后,利用影像分割技术对Pauli RGB图像进行分割,作为分类的基本单元;然后对SAR影像提取极化分解特征和Span影像的纹理特征,选取最优特征集合;最后利用面向对象模糊分类方法进行土地覆盖分类,并采用实地调查数据对分类结果进行了精度评价。试验结果表明,面向对象方法可以很好地去除噪声的影响,最优组合的特征波段使得分类结果更加精确。西双版纳州勐腊县总体分类精度达到88.5%,普洱市思茅区总体分类精度达到86.8%,较之H/A/α-Wishart分类方法精度提高了40%以上。     

用于对簇叶下地面目标成像的双基地超宽带SAR雷达

比较了双基地SAR与单基地SAR有关的特性，例如相参积累时间和空间分辨率。提出双基地SAR可用于抑制地面杂波，例如在杂波散射由二面或三面散射机理为主产生的时候。将这一概念用于使用VHF频段SAR探测隐蔽在簇叶中的机动车辆。电磁仿真显示，双基地SAR收、发机选择不同的入射角可以大大提高车辆对杂波的信杂比。     

ONERA RAMSES合成孔径雷达：最新重大成果及其未来发展

法国宇航研究机构（ONERA）的RAMSES系统中的最新合成孔径雷达研究成果已经在军民用方面得到广泛应用，其中包括与FOI、MTI、双基地SAR和植被特征描述结合在一起的甚高分辨率、穿透植被（FOPEN）等功能。这些不同项目提供了改进SAR处理程序（高分辨率）并开发新算法（双基情况）的机会。ONERA已经开发并应用了许多技术（如极化分析、极化干涉SAR和小波分析）。业已证明，各项技术在上述不同方面是非常有效的。现有的~ansallC160飞机平台将在2008年底被淘汰。为了继续研究工作，目前ONERA正在开发一种适应小型飞机的新系统系列。这将面临双重挑战：既要将现有的雷达安装在尺寸仅为现有飞机1／4大小的飞机上，又要开发出新雷达概念来保持创新能力。本文介绍了SAR技术的最新成果，并且阐述了RAMSES的后续发展情况：首先是SETHI，该系统用于军事目的和地球监测。其次是BUSARD系统，它更多地用于UAV。     

小卫星高分辨率成像系统

对小卫星对地观测高分辨率成像系统进行了综述。介绍了国内外有极高分辨率（0．5～1．0m）、高分辨率（1．8～2．5m）和中高分辨率（4-10m）小卫星光学成像系统的性能,并与合成孔径雷达（SAR）成像系统进行了比较。给出了小卫星光学成像系统、SAR高分辨率成像系统和卫星平台的关键技术。讨论了未来小卫星及其高分辨率成像系统技术的发展趋势。     

小型、低成本、P波段机载双极化合成孔径雷达的设计

Wageningen大学和婆罗洲猩猩生存基金会（BOS）希望用一种小型、低成本、P波段机载双极化合成孔径雷达监视印度尼西亚森林的生物群。本文介绍了一台此种雷达设计方面的初步研究情况。确定应用要求，并根据要求得到主要的雷达参数。本文还介绍了基于商用货架元件的系统的初步设计。系统的几点新颖之处是：采用直接数字合成进行调制、采用双极化微带方形贴片（patch）天线以及系统的尺寸和功耗都降低了等。为了有助于SAR系统的计算和比较，开发了基于通用Matlab的SARCAL程序。本文还将阐述其原理和主要功能。     

PAMIR—一种宽带相控阵SAR／MTI系统

在未来的各种监视侦察任务中，机载及星载成像雷达系统必须满足越来越严格的要求。下一代最高水平的合成孔径雷达(SAR)系统将具有高灵敏度地面动目标指示能力和多种复杂工作模式，其中包括高分辨率和远距离成像能力。只有通过运用可重构相控阵天线连同综合宽带系统设计以及多通道能力才能完成各种任务。在FGAN已经设想出一种新的X波段实验雷达，该雷达最终将被改进成拥有由16个自动可重构子孔径组成的电控相控阵，5个独立的接收通道和大约1．8GHz的总信号带宽。这种传感器叫做PAMIR(多功能相控阵成像雷达)。着重用实例说明远距离超高分辨率SAR成像。借助于地面动目标的逆SAR(ISAR)成像也能实现高分辨率。而且，通过空时自适应信号处理和超高3一D分辨率单向干涉SAR(IfSAR)，接收通道的数目将提供地面动目标指示(GMTI)。在一个接收通道和机械控制天线阵列的情况下，PAMIR在其现行发展阶段中是切实可行的。文章介绍了PAMIR的系统设计和预期能力，并提供了高分辨率SAR及ISAR成像的地面及机载实验结果。     

AN／APY-3 JSTARS多模式侧视雷达

AN／APY-3雷达是由美国Northrop Grumman公司Norden系统分部研制的x波段无源相控阵多模式侧视机载SAR／GMTI战场监视雷达,用于装备E8-C JSTARS系统。JSTARS（Joint Surveillance Target Attack Radar System）即“联合监视目标攻击雷达系统”是美军军事新概念的产物,也是当前美国军方最主要的战场监视雷达系统,其中A型是试验型,C型是作战型。     

澳大利亚两种雷达研发动态

新的军民两用地面测绘雷达 澳大利亚国防科技组织（DSTO）和GecOz公司已于2004年签署了协议备忘录（MoA），在澳大利亚制造一种新型机载地面测绘／成像雷达系统，将目前DSTO的机载X波段合成孔径雷达（SAR）增加高保真L波段地面测绘能力。改进后的系统不仅可以提高它在军事方面的应用性能，而且在民用（如土壤盐度和地形剖面测绘、对丛林大火、洪水以及原油泄漏等）方面可进行昼夜、以及复杂气象条件下的空地监视。     

用于提高SAR对比度度和分辨率的极化技术

在近十年中，合成孔径雷达系统（SAR）已成为遥感技术中的一个重要工具。它的重要性在于解决其它系统设计用于同样目的一些问题的不同方面，比如光学系统。SAR系统的主要特征之一是：它是“全天侯”系统，即，该系统几乎不受气侯条件（云、雨等）的影响。SAR系统能在白天和黑夜中进行成像。这些性能使SAR系统能在全天侯获取信息和图像，而且几乎所有资料或图像都可采用。然而，采用光学系统时，仅有10%的图像不受气候条件的影响。SAR系统在获取回波信号的幅度和相位信息时，是一个相参系统。然而，SAR系统的这种相参性也同时引起了SAR系统的一个主要问题：相干斑点噪声。这种噪声在信号的幅度和相位上都会出现，但具有不同的特征。有很多技术都试图消除数据中的斑点噪声，但这些技术主要应用在幅度信息中。也有一些技术试图从相位中消除斑点噪声。从幅度或相位中消除斑点噪声的技术略有不同：对于幅度而言，数据中斑点噪声的主要特征遵循乘性模型^[1]，那么这类技术必须与之适应。从幅度中消除相干斑点的技术可分为多视和空间滤波技术^[1]。在这一种情况下，把获得的相同空间的不相关数据进行平均处理。在第二种情况下，在同样的图像上求平均数。这些技术虽然能消除相干斑点，但它们也存在损失分辨率的问题。应用在相位上的去相干斑点技术与应用在幅度上的去相干斑点技术相比，结果要差一些。某些技术在极化通道之间进行综合，得出一幅图像，但这样做必须会推动极化信息^[2]。在其它情况中可用极化分集的思想来恢复强度信息^[3]。还有些技术则于对极化通道的实部和虚部进行处理来进行相干斑点抑制^[4]。本文介绍了一种从相位和幅度中消除相干斑点的新方法。这种方法的优点在于用几乎同样的方式来处理相位和幅度中的斑点噪声。     

面向应急减灾的中轨多频多极化SAR载荷设计

针对我国现有天基观测手段时效性低、观测精度低、信息获取手段单一、难以满足日益增长的应急减灾应用需求问题,提出一种位于中轨多频多极化合成孔径雷达(SAR)载荷设计。该载荷位于中轨,通过L,S,C,X共4个频段及全极化设计,能兼顾低轨SAR和高轨SAR的优点,具备高时空分辨率、大幅宽、多元信息获取特点,能很好地满足灾害监测预警及应急响应观测的需求。