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雷達家族中什麽叫逆合成孔徑雷達?

雷達家族中什麽叫逆合成孔徑雷達?

逆合成孔徑雷達,可以看作是把合成孔徑雷達,反過來:合成孔徑雷達,裝在壹個運動的平臺上,探測固定目標;逆合成孔徑雷達,是用壹部固定雷達,探測壹個運動目標。兩者都是通過對雷達回波頻率的精細處理,把角度分辨率提高幾十倍甚至幾百倍。合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達具備高分辨率的原理,在電子理論上有多種解釋方法,下面是其中壹種。

普通雷達的角分辨率,可以看作是雷達波束的寬度。比如在下圖中,三個目標都在壹個波束範圍內(距離相同,或差別不超過雷達的距離分辨率),雷達天線發射壹個雷達波過去,三個目標反射的電波,基本上同時返回天線、接收機。

因此在雷達眼裏,那裏有“壹個目標”。但如果存在橫向移動,這三個雷達回波就會有細微差別。合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達,正是利用這壹特性來工作的。

先說合成孔徑雷達,上圖中,左邊的雷達在向上移動,右邊三個目標不動。這時右邊返回的三個雷達回波,中間那個的頻率和發射波壹樣。而上面的回波,因為目標和雷達間的距離在縮短,因此回波頻率會升高,也就是有多普勒頻移。

這個變化當然很小,但如今的技術條件已經能檢測出來,只需要積累足夠數量的雷達回波。下面的回波,因為目標正遠離雷達,頻率降低。

區分出多普勒頻移是高是低還是零,而且高多少低多少,就能分辨出目標具體在哪個位置。上圖中能把多普勒頻移的變化區分出5檔,就能在原來壹個波束寬度內,區分出11個目標,相當於角分辨率提高了10倍。

當然,這個分析過程不是靠壹個回波實現的,雷達需要壹邊飛行壹邊探測,連續接收多個甚至幾百個回波,然後通過壹套復雜的三角函數關系,把這些回波信號綜合到壹起,才能得出結果。

反過來的逆合成孔徑雷達,雷達是固定的,目標在飛行,比如這架飛機。頭尾各處雖然都在壹個雷達波束範圍內,但它們相對於雷達的角度不同,反射的回波信號也有不同的多普勒頻移。於是在接收足夠多回波,完成頻率分析後,雷達可以看出這架飛機的長度、大致外形。這就是逆合成孔徑雷達。

當然,合成孔徑雷達為了獲得高分辨率,也得有些犧牲。比如機載雷達要盡量以穩定速度和固定方向飛行,否則頻率分析的難度會加大;要飛壹定的時間,積累足夠數量、強度的回波信號。逆合成孔徑雷達,則要假設目標在壹個探測周期內是勻速直線飛行。

而且這種雷達的數據更新率不如其它雷達。因此現在逆合成孔徑雷達適合探測和識別衛星、轟炸機等機動少的飛行目標,不適合火控等任務。